Die Kettenschaltgetriebe am mechanischen Webstuhle. Von Prof. Siegm. Edelstein. (Fortsetzung von S. 317 d. Bd.) Die Kettenschaltgetriebe am mechanischen Webstuhle. δ) Die Differentialbremsen. Bei den bisher betrachteten Anordnungen von Kettenbaumbremsen muss die entsprechende Verkleinerung des Belastungszuges behufs Kompensation der Abnahme des Kettenbaumdurchmessers bei der fortschreitenden Kettenabwicklung von Hand aus zeitweilig besorgt werden. Es wurde schon früher ausgeführt, dass man zur Erfüllung dieser Aufgabe auch eigene Getriebe der Bremse zugeben kann und dass derartig ausgeführte Anordnungen als selbsttätige Bremsen oder Differentialbremsen bezeichnet werden. Die Konstruktionsbedingung, welche diesem Getriebe zugrunde zu legen ist, hat sich unter der Annahme, dass der Bremswiderstand am Umfang der Bremsscheibe einfach und direkt proportional dem Belastungszuge wachse oder abnehme, ergeben mit (Gleichung 5) \frac{d\,L}{d\,d}=m wenn das ursprüngliche Verhältnis \frac{L_0}{d_0}=m angeordnet wird. Es spricht sich diese Bedingung dahin aus, dass das zu wählende Getriebe den Kraftarm des Belastungszuges (L) im selben Verhältnisse (m) verändern müsse, in welchem sich der Kettenbaumdurchmesser (d) verändert. Wenn wir die Möglichkeit der praktischen Ausführung derartiger Bremsen ins Auge fassen, so erkennen wir sofort, dass es wohl keiner Schwierigkeit unterliegen wird, einen Mechanismus anzuordnen, der eine nach Gleichung 5 festgelegte und konstant bleibende Uebersetzung bezw. Uebertragung einer linearen Grösse ermöglicht, dass aber dieser nur unter ganz einschränkenden Annahmen erhobene Fall in dem Augenblick verwickelt wird und zu einem ziemlich komplizierten Apparate führen muss, wenn wir die genannte Einschränkung fallen lassen und mit der praktisch meist vorkommenden Form der Bremse rechnen wollen. Im Nachstehenden möge der näheren Erläuterung die Type der Hartmannschen Differentialbremse unterlegt werden. Textabbildung Bd. 319, S. 331 Die Bremsscheibe B (Fig. 22 und 23) liegt direkt auf der Mulde M auf, wie dies bei der einfachen Muldenbremse üblich ist, und wird etwa ½ bis ⅔ ihres Umfanges von dem Bremsbande umgriffen, das selbst bei p befestigt und auf der entgegengesetzten Seite durch das Bremsgewicht unter Anwendung eines eigenen Hebelwerkes belastet wird. Dieses letztere besteht zunächst aus dem Winkelgleithebel Ll3, dessen lotrecht stehender Arm L durch den Zug der Zugstange c vermittels der Rolle r nach links gedrängt wird, wodurch der kurze horizontale Arm l3, der das freie Ende des Stahlbandes erfasst, dieses letztere im gewünschten Maasse anspannt. Der zu diesem Behufe der Stange c zu erteilende Zug wird durch das Belastungsgewicht Q ausgeübt, das auf den horizontalen Arm l1 des Winkelhebels l1l2 aufgesetzt ist und je nach Bedarf verstellt oder ausgewechselt werden kann. Der auf das freie Bandende wirksame Zug rechnet sich sonach mit Z=Q\,\frac{l_1}{l_2}\,\cdot\,\frac{L}{l_3} . . . . 27) Dieser Belastungszug wird durch das Fühlwalzenge-Webe automatisch verändert, indem der Hebelarm L durch Höher- oder Tieferstellen der Zugstange c bezw. der Rolle r eine Veränderung erfährt. Zu diesem Zwecke ist die Stange c mittels des Stängelchens t durch den Arm b eines Winkelhebels in ihrer Höhenlage gehalten, und dieser Hebel trägt an seinem anderen Arme a eine Fühlwalze w, die sich gegen den Garnkörper des Kettenbaumes anlegt, so zwar, dass sie bei der fortschreitenden Abnahme desselben während des Webens immer näher der Achse desselben rückt, wodurch wieder durch Hebel a, b und Stängelchen t ein entsprechendes Sinken der Rolle r, mithin eine Verkleinerung des Hebelarmes L eintritt. Das Maass dieser letzteren bestimmt sich natürlich aus dem angewendeten Uebersetzungsverhältnisse und es ist im vorliegenden Falle, wenn δ die Aenderung des Durchmessers d und λ jene der Hebelänge L bedeutet: \begin{array}{rcl}\frac{\delta}{2}\,:\,\lambda\,\frac{d'}{c}&=&a\,:\,b\\ \frac{\delta}{\lambda}&=&2\,\frac{a\,d'}{b\,c} \end{array} . . . 28) Das Verhältnis \frac{\delta}{\lambda} ist nach zwei Richtungen bestimmt, erstens durch die konstruktive Anordnung, d.h. durch die Längen der Hebelarme a, b, c und d' und weiter durch die technologische Aufgabe, die das Getriebe zu erfüllen hat, und die eben darin besteht, die Aenderungen der Belastungsgrösse am Umfange der Bremsscheibe in solchem Sinne vorzunehmen, dass durch sie die Abnahme des Kettenbaumdurchmessers kompensiert werde. Da diese beiden Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden müssen, so leitet sich aus ihnen die Konstruktionsbedingung für das Getriebe dahin ab, dass die Hebelarme a, b, c und d' so zu wählen sind, dass \frac{\delta}{\lambda} den aus der zweiten Bedingung geschöpften Wert auch tatsächlich erhalte. Sei dieser etwa m, so muss \frac{2\,a\,d'}{b\,c}=m gemacht werden, woraus sich dann die Hebelarme unter Berücksichtigung der sonstigen praktischen Momente ermitteln lassen. Wäre nun die Kettenspannung einfach und direkt proportional dem Belastungszuge Z, wie dies beispielsweise nahezu bei der einfachen Seilbremse der Fall ist, so hätte man nach Gleichung 16 etwa K=Z\,\frac{D}{d}\,\frac{e\,f^a-1}{e\,f^a} und im vorliegenden Falle K=Q\,\frac{l_1\,L\,D}{l_2\,l_3\,d}\,\frac{e\,f^a-1}{e\,f^a} zu setzen, und wenn alle unveränderlichen Grössen durch den Faktor G ersetzt werden K=G\,\cdot\,\frac{L}{d} Damit nun K = konstant bleibe, muss auch \frac{L}{d}=\mbox{ konst.} sein und ebenso müssen auch die Veränderungen im konstanten Verhältnisse stehen. \frac{\lambda}{\delta}=\mbox{ konst.} Nach Gleichung 28 ist \frac{\lambda}{\delta}=\frac{1}{2}\,\frac{b\,c}{ad'} Diese Bedingung \frac{\lambda}{\delta}=\mbox{ konst.} ist daher erfüllt, und es kommt jetzt nur noch auf das ursprüngliche Wertverhältnis \frac{L_0}{d_0} an, um für die Hebelübersetzung die bestimmte Grösse aufzufinden. Ist, wie üblich, so ist L_0=\frac{d_0}{2} so ist \lambda=\frac{1}{2}\,\delta \frac{\lambda}{\delta}=\frac{1}{2} und daraus \frac{1}{2}\,\frac{b\,c}{a\,d'}=\frac{1}{2} b c = a d' und für die Hebelübersetzung ergibt sich die KonstruktionsbedingungVergl. Reh, Mechanische Weberei. a : b = c : d' . . . . . 29) Würde allgemein L o = m d o so wäre λ = mδ \frac{\lambda}{\delta}=m \frac{1}{2}\,\frac{b\,c}{ad'}=m b c = 2 m ad' und es ergäbe sich 2 ma : b = c : d' . . . . . . 30) als Konstruktionsbedingung. Diese einfache Beziehung verliert aber ihre Geltung, wenn die Voraussetzung der Proportionalität zwischen Kettenspannung und Belastungszug nicht mehr zutrifft. Für die einfache Muldenbremse ergab sich der Wert der Kettenspannung nach Gleichung 25, wenn für den Belastungszug Z gesetzt wird, unter Verwendung der oben erläuterten Bezeichnungen, mit: K=Z\,\frac{D}{d\,\frac{e\,f^a-1}{e\,f^a}}+\left(Z\,\frac{e\,f^a+1}{e\,f^a}-Z\,\frac{D}{d}\,\frac{e\,f^a-1}{e\,f^a}+G\right)\,\frac{\varphi\,D}{d+\varphi\,D} und führt man Z=Q\,\frac{l_1}{l_2}\,\frac{L}{l_3} ein, so wird K=Q\,\frac{l_1\,L}{l_2\,l_3}\,\frac{D}{d}\,\frac{e\,f^a-1}{e\,f^a} +\,\left(Q\,\frac{l_1\,L}{l_2\,l_3}\,\frac{e\,f^a+1}{e\,f^a}-Q\,\frac{l_1\,L}{l_2\,l_3}\,\frac{D}{d}\,\frac{e\,f^a-1}{e\,f^a}+G\right)\,\frac{\varphi\,D}{d+\varphi\,D} Um über das Verhältnis \frac{L}{d} Klarheit zu gewinnen, wollen wir alle Grössen, welche konstant bleiben, zusammenfassenund durch Koeffizienten c1 und c2 andeuten, es sei daher Q\,\frac{l_1\,D}{l_2\,l_3}\,\frac{e\,f^a-1}{e\,f^a}=c_1 Q\,\frac{l_1}{l_2\,l_3}\,\frac{e\,f^a+1}{e\,f^{\alpha}}=c_2, dann wird K=c_1\,\frac{L}{d}+\left(c_2\,L-c_1\,\frac{L}{d}+G\right)\,\frac{\varphi\,D}{d+\varphi\,D} K=c_1\,\frac{L}{d}+c_2\,\frac{\varphi\,D}{d+\varphi\,D}\,L-c_1\,\frac{\varphi\,D}{d+\varphi\,D}\,\frac{L}{d}+G\,\frac{\varphi\,D}{d+\varphi\,D} . . 31) Wir erkennen sofort, dass durch Konstanthaltung des Wertes \frac{L}{d} die Kettenspannung K nicht konstant bleiben wird; denn wenn auch die erste Grösse c_1\,\frac{L}{d} dadurch, dass wir \frac{L}{d} mit Hilfe des Differentialhebelgetriebes zu einem unveränderlich bleibenden Verhältnisse gestalten, einen unveränderlich bleibenden Teilbetrag der Kettenspannung ergibt, so erleiden doch die anderen integrierenden Bestandteile der Kettenspannung Veränderungen, da nicht auch gleichzeitig die Verhältnisse \frac{L}{d+\varphi\,D} des zweiten, \frac{L}{d\,(d+\varphi\,D)} des dritten und \frac{1}{d+\varphi\,D} des vierten Ausdruckes in sich kompensiert werden oder sich diese Ausdrücke gegenseitig kompensieren. Welcher Art die Veränderung der Getriebeteile der Bremse sein müsste, um die Abnahme des Kettenbaumdurchmessers d zu kompensieren, ist vorläufig gleichgültig, denn das eine geht aus dem eben Entwickelten klar hervor, dass der übliche und oben beschriebene Mechanismus, der das Wertverhältnis \frac{L}{d} bezw. \frac{\delta}{\lambda} fixiert, die hier gestellte Aufgabe zu lösen nicht imstande ist. Erst wenn der durch die Muldenreibung hervorgerufene Bremswiderstand bezw. die Zapfenreibung bei Anwendung der Bandbremse ausser Betracht fallen kann, d.h. so klein ist, dass man näherungsweise φ = 0 setzen könnte, dann reduziert sich die rechte Seite der Gleichung 31 und es wird K=c_1\,\frac{L}{d} als Kennzeichen jener Bremstypen, die oben des näheren betrachtet wurden und für welche die Möglichkeit der Kompensation näherungsweise besteht. – Aber gerade bei der Betrachtung der Muldenbremsen, die heute die üblichste Form derjenigen Kettenbaumbremsen vorstellen, die man noch mit dem Differentialwerke ausstattet, haben wir erkannt, dass der von der Muldenreibung herrührende Anteil an der Kettenspannung einen nicht unerheblichen Wert bilde, und für diese kann daher festgestellt werden, dass hier das übliche Differentialgetriebe die ihm zugeschriebene Wirkung zu erfüllen nicht in der Lage sei. Man gibt sich auch in der Praxis gar keiner Täuschung über die Bewertung dieser Anordnungen hin, man hat die Erfahrung gewonnen, dass sie ihrer Aufgabe nicht entsprechen, und die vielen Fälle, dass am Stuhle etwa ursprünglich angeordnete Differentialwerke einfach ausgeschaltet, abmontiert werden – die Rolle an den Gleithebel eventuell durch eine primitive Verbindung festgelegt wird – beweisen am deutlichsten die praktische Bewertung dieser Bremsentype. Freilich kommen hier noch andere Umstände hinzu. Vor allem die meist übliche Kombination der Differentialbremse mit einer einfachen Muldenbremse, so zwar, dass die eine rechts, die andere links am Kettenbaume angebracht ist. Es ist einleuchtend, dass durch diese Anfügung einer einfach wirkenden Muldenbremse an dem einen Kettenbaumende die Kompensation, welche man von der Differentialbremse am anderen Ende erwarten kann, nur um so weniger befriedigend eintreten, und dass nichts übrig bleibt, als dass der Weber von Hand aus von Zeit zu Zeit seine Kettenspannung einstellt. Und neben diesem Umstände, dass er die Differentialbremse genau so bedienen muss wie eine einfache Bremse, muss er noch den Nachteil in Kauf nehmen, einen komplizierteren Apparat am Stuhl zu haben, der namentlich beim Einlegen frischer Kettenbäume ein umständliches Hantieren erfordert. Die vorliegende Anordnung hat aber neben dem oben entwickelten prinzipiellen Fehler auch in ihrer konstruktiven Einrichtung liegende Fehlerquellen, durch welche eine ungünstige Beeinflussung der Kettenspannung hervorgerufen wird. Die Lage der einzelnen Teile des Gestänges verändert sich durch verschiedene Umstände während des Betriebes der Bremse; die Dehnung des Bremsbandes, das Lockern der Verbindungen durch die Erschütterungen und die von der Veränderung der Lageder Fühlwalze abgeleitete Verstellung sind die Ursachen, dass die der Rechnung zugrunde gelegte Lage der Gestängeteile nicht unerhebliche Abweichungen erfährt, welche naturgemäss auch auf das Kräftespiel der Bremse Einfluss nehmen. Die Kettenspannung, als das Resultat dieses Kräftespieles, wird daher Schwankungen unterworfen sein, wodurch die automatische Regulierung eine beträchtliche Einbusse erleidet. Aus all dem ist ersichtlich, dass die Differentialbremse nur dann eine einigermaassen befriedigende Gleichmässigkeit der Kettenspannung zu bieten vermag, wenn sie an sich als einfache Bandbremse oder reine Gewichtsbremse und nur allein, nicht in Kombination mit einer ohne Regulierapparat ausgestatteten Bremse anderer Art zur Wirkung kommt und in ihrem Zusammenhange einen derartigen Aufbau aufweist, dass den oben angeführten Fehlerquellen vorgebeugt wird. Von diesen Ansprüchen ist der erst angeführte gewiss unschwer zu befriedigen, und es kann nur als eine Verkennung der Aufgabe der Differentialbremse betrachtet werden, wenn ihm – und praktische Ausführungen von Webstühlen zeigen dies gar nicht selten – nicht Rechnung getragen wird. Viel schwerer ist es, der zweiten Bedingung gerecht zu werden, in dieser Hinsicht zeigen auch andere Typen, als die der Betrachtung zugrunde gelegte Anordnung Mängel, und es ist daher nicht zu verwundern, wenn die Praxis diese gewiss interessante Art von Kettenbaumbremsen ziemlich ausgeschaltet hat und zu den einfachen Typen zurückgekehrt ist. Immerhin stellen sie bemerkenswerte Anordnungen vor und es sollen im späteren die beiden hervorragendsten Vertreter derselben durch Skizzen vorgeführt werden. (Fortsetzung folgt.)