Schraubengetriebe mit selbsttätiger Druckregulierung. Von Dr. Wilh. Rehfus. Kiel. (Fortsetzung von S. 261 d. Bd.) Schraubengetriebe mit selbsttätiger Druckregulierung. Der Krellschen Konstruktion sehr ähnlich ist die Lamellensenksperrbremse von Gebr. Stork & Cie. in Hengelo, Holland, (veigl. Herzog, Elektrisch betriebene Krane und Aufzüge. I. Aufl. S. 125). Ihre Konstruktion ist aus Fig. 14 ersichtlich. Die Lamellenbremse ist wieder zwischen der Sperrscheibe c und der Mutterscheibe d angeordnet; der Druck auf den Lamellensatz wird aber nicht durch Gewinde, sondern durch eine mit der Motorwelle fest verbundene unrunde Scheibe h erzeugt und zwar vermittelst eines klammerartig ausgebildeten, an der Mutterscheibe d drehbar befestigten Hebels g. Textabbildung Bd. 325, S. 273 Fig. 14. Eine Drehung der unrunden Scheibe h gegenüber der Mutterscheibe d hat ein Zusammenpressen des Lamellensatzes f und daher eine Vergrößerung des Bremsmomentes zur Folge. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Bremse genau dieselbe, wie die der Krellschen Ausführung und daher auch die Belastung des Motors beim Niedergang der Last ebenso groß wie dort (s. S. 260): \frac{M_5}{M_1}=\frac{k-s}{(n+1)\,m+s}, wobei die Bezeichnungen sinngemäß analog der früheren Verwendung auf den vorliegenden Fall zu übertragen sind. Beim Aufwinden der Last wird auch wieder die am Umfang gezahnte Kopfscheibe b durch Eingriff der zweiten Klinke e mit der Sperrscheibe c verbunden und hierdurch die Bremse in eine sehr nachgiebig wirkende Kupplung verwandelt. Die im folgenden noch angeführten Sengsperrbremsen sind als Vorschläge des Verfassers anzusehen und weichen von den beschriebenen Konstruktionen insofern ab, als beim Senken der Last zur Erzeugung des vergrößerten Mutterreibmomentes nicht die Achsialkraft der Spindel, sondern die Umgangskraft der Sperrscheibe benutzt wird, welche eine die Mutterscheibe entlastende Bandbremse anzieht. Diese Bandbremse kann entweder auf der Mutterscheibe selbst oder auf einer besonderen zwischen Klemmbremse und Lasttrommel gelegenen Bremsscheibe sitzen. Die Umfangskraft der Sperrscheibe wird also nicht mehr wie seither von einer feststehenden Klinke aufgenommen, sondern auf eines der beiden Bremsbandenden der Bandbremse übertragen, um diese in Tätigkeit zu setzen. Im übrigen bleibt die Klemmbremse unverändert und kann wie eine einfache Westonsche Senksperrbremse ausgeführt werden. In dieser Anordnung wird die Klemmbremse um den Betrag des Bremsmomentes der Bandbremse entlastet, erhält also nur noch den Rest des Lastmomentes, welchen die Bandbremse übrig läßt und dieser Rest erzeugt wieder an der Sperrscheibe der Klemmbremse eine Umfangskraft, welche, wie erwähnt, zur Bestätigung der Bandbremse dient. Textabbildung Bd. 325, S. 273 Fig. 15. Nimmt z.B. die Wirkung der Bandbremse zu, so verkleinert sie die Belastung der Klemmbremse, welche wiederum, als Folge hiervon, das Bremsband der Bandbremse weniger stark anzieht und deren Bremsmoment verkleinert. Wächst andererseits das Moment der Klemmbremse aus irgend einem Anlaß, so wird, infolge der dadurch erzeugten Vergrößerung der Zugkraft des Bremsbandes, auch das Moment der Bandbremse zunehmen und deshalb die Kleinbremse entlastet, bis sich wieder in der Verteilung des Lastmomentes unter den beiden Bremsen der normale Gleichgewichtszustand eingestellt hat. In dieser Weise ergänzen sich die beiden Bremsen gegenseitig und liefern bei ihrem gemeinsamen Zusammenwirken ein gleichmäßiges Bremsmoment. Ein Beispiel zu dieser Art von Bremsen ist in Fig. 15 schematisch dargestellt, b und d sind wieder Kopf- und Mutterscheiben und c die Sperrscheibe einer gewöhnlichen Westonschen Klemmbremse. Die Mutterscheibe besitzt seitlich einen zylindrischen Ansatz, auf dem das Bremsband e liegt. Dessen eines Ende und zwar das, beim Niedergang die kleinere Spannung t besitzende, ist auf irgend eine Art mit einer Klinke f verbunden, die bei der Abwärtsbewegung der Last die Sperrscheibe c festhält. Das andere Ende des Bremsbandes, mit der größeren Spannung T, wird an einem festen Punkt g gehalten. Beim Ablassen der Last schließt sich die Klemmbremse und zieht die Bandbremse an, worauf beide Bremsen unter sich in eine Wechselwirkung treten, wie sie bereits angedeutet wurde. Die dabei zu leistende Senkarbeit des Motors kann nach der Hauptgleichung (s. S. 245) \frac{M_5}{M_1}=\frac{\frac{M_4}{\frac{1}{2}\,N}-s}{\frac{M_2}{\frac{1}{2}\,N}+s} näher bestimmt werden. M4 ist wie früher: M_4=N\,\frac{k}{2}. M2 dagegen setzt sich aus dem Reibmoment der Mutterscheibe an der Sperrscheibe = M2' und aus dem Moment der Bandbremse = M2'' zusammen. Folglich ist M2= M2' + N2'', wobei {M_2}'=N\,.\,\frac{m}{2} wie früher und {M_2}''=t\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\,R' ist. Textabbildung Bd. 325, S. 274 Fig. 16. t stellt die Spannung des Bremsbandes an dem mit der Klinke verbundenen Ende dar, μ3 den Reibungskoeffizient des Bremsbandes auf der Bremsscheibe, φ den Umspannungsbogen des Bremsbandes, R' den Radius der Bremsscheibe. Das Moment der Sperrscheibe t R' ist gleich der Summe der Reibmomente M2 und M4, welche auf den beiden Seiten der Sperrscheibe wirksam sind. Daher ist t=\frac{{M_2}'+M_4}{R'}. Setzt man diesen Wert von t in die Gleichung M''2 ein, so wird {M_2}''=({M_2}'+M_4)\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1). In dieser Gleichung ist R' verschwunden, woraus sich ergibt, daß das Moment M2 und, da R' sonst an keiner anderen Stelle auftritt, auch das Senkmoment M5 des Motors von der Größe des Bremsscheibenhalbmessers unbeeinflußt bleiben. Die Summe von M'2 und M''2 gibt M_2=\frac{N}{2}\,\left[m\,.\,e^{\mu_3\,\varphi}+k\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\right] und daher wird \frac{M_5}{M_1}=\frac{k-s}{m\,.\,e^{\mu_3\,\varphi}+k\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1)+s}. Würde man die Abhängigkeit von \frac{M_5}{M_1} und den verschiedenen veränderlichen Größen dieser Gleichung Kurven aufstellen, so wäre außer für s, welche jedoch wegen des geringen Einflusses auf die Wirkungsweise der Bremse wenig Interesse bietet, diejenige für k die einzige Kurve, welche die Abszissenachse schneidet und damit den Verlust der selbsttätigen Sperrung zu erkennen gibt, wenn k kleiner wird als s. Die Kurve entspricht den Geraden in Fig. 4 (s. S. 242). Sie hat jedoch hier eine in Fig. 16 angedeutete, nach unten konkave Form, weil der Wert von \frac{M_5}{M_1} bei wachsendem k immer weniger zunimmt, je größer k wird und schließlich, wenn k = ∾ den Entwert \frac{1}{e^{\mu_3\,\varphi}-1} erreicht. Daraus folgt, daß die Kurve um so näher an der Abszissenachse bleibt, je größer, bei konstantem μ3 der Umschlingungsbogen des Bremsbandes gewählt wurde. Es kann dann zur Erhöhung der Selbstsperrung k verhältnismäßig groß ausgeführt werden, ohne den Motor stark zu belasten, wobei bei dem größeren k, was aus der geringeren Neigung der Kurve gegen die Horizontalachse hervorgeht, noch der Vorteil erreicht wird, daß die Motorbelastung \frac{M_5}{M_1} gegen eventuelle Schwankungen von k weniger empfindlich ist, als bei kleinerem k. Diese Vorzüge, welche die früheren Konstruktionen nicht zu verzeichnen haben, kommen, wie schon erwähnt, umso deutlicher zum Ausdruck, je größer die Umschlingungszahl des Bremsbandes ausgeführt wird, wodurch auch die Belastung des Motors auf ein minimales Maß sich verkleinert, da e^{\mu_3\,\varphi} auch als Faktor von m im Nenner des Bruches auftritt. Trotzdem erscheint es bei der vorliegenden Konstruktion als empfehlenswert, von dem einfachen Mittel zur Verbesserung der Bremse, nämlich der Vergrößerung der Umschlingungszahl, keinen zu weitgehenden Gebrauch zu machen; denn wahrscheinlich würden sonst im Bremsband leicht Zerrungen entstehen, die eventuell gefährliche Beanspruchungen des Materials veranlassen könnten. Am zweckmäßigsten scheint eine zwei bis dreimalige, schraubenförmige Umschlingung zu sein. Diese Zahl kann vielleicht noch erhöht werden, wenn das Bremsbandende mit der großen Spannung T durch eine kräftige Feder gehalten wird, welche bei einem plötzlichen Zug des Bremsbandes nachgibt und der Klemmbremse Zeit läßt, sich unterdessen zu entlasten und die Bandbremse weniger stark anzuziehen. Beim Aufwinden der Last schließt sich die Klemmbremse zu einer starren Kupplung und läßt die Bandbremse frei. Ein zu weites Oeffnen der Bandbremse wird vorteilhaft durch einen in der Fig. 15 nicht eingezeichneten Anschlag verhindert, an dem sich das mit der Klinke verbundene Bremsbandende anlegt, nachdem die Bandbremse gelüftet ist, so daß nach Beendigung des Lasthubes und nach einer kurzen Rückwärtsdrehung der Klemmbremse die Bandbremse wieder festgezogen wird. Die Kombination von Klemm- u. Bandbremse führt noch zu einer Reihe anderer Ausführungsmöglichkeiten, wenn man beide Bremsen räumlich von einander trennt. Textabbildung Bd. 325, S. 275 Fig. 17. Als Beispiel sei die in Fig. 17 und 18 dargestellte Bremse angeführt, bei welcher die Klemm- und Bandbremse auf zwei benachbarten Vorgelegewellen sitzen und die Klemmbremse das Ende des Bremsbandes mit der kleineren Spannung t festhält. Es ist dabei zu beachten, daß die Bandbremse zwischen Lasttrommel und Klemmbremse gelagert sein muß, damit sie auf die Klemmbremse entlastend wirken kann und daß sie nicht etwa zwischen Klemmbremse und Motor sitzt. Textabbildung Bd. 325, S. 275 Fig. 18. Die Klemmbremse wird im allgemeinen mit einem auf ihrer Welle a frei drehbaren Arm f (Fig. 17) zu versehen sein, welcher beim Niedergang der Last durch Eingriff der Klinke e von der Sperrscheibe c mitgenommen wird. Es geht dann beim Lastniedergang das gesamte Bremsmoment der Klemmbremse in den Arm f über und erzeugt in einem auf ihm befestigten Bolzen g eine Tangentialkraft, welche die Bandbremse durch das mit dem Bolzen g verbundene Bremsband anzieht. Die Bestimmung der Motorbelastung ist wieder ähnlich wie im vorhergehenden Beispiel. Als neue Faktoren kommen nur noch hinzu: r' = Entfernung des Zapfens g von der Wellenmitte. i=\frac{r}{R}= Uebersetzungsverhältnis der Zahnräder des Vorgeleges. Wie auf S. 274 wird auch hier in der Hauptgleichung \frac{M_5}{M_1}=\frac{\frac{M_4}{\frac{1}{2}\,N}-s}{\frac{M_2}{\frac{1}{2}\,N}+s}, das Mutterreibmoment M2 durch M2 = M'2 + M''2 ersetzt, wobei {M_2}'=N\,.\,\frac{m}{2} das Reibmoment der Mutterscheibe an der Sperrscheibe und {M_2}''=t\,.\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\,R'\,.\,i das auf die Welle der Klemmbremse bezogene Moment der Bandbremse darstellt. t ist die Tangentialkraft im Zapfen g (Fig. 17) und hat die Größe t=\frac{M_{'2}+M_4}{r'} . . . . . . 8) so daß {M_2}''=\frac{{M_2}'+M_4}{r'}\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\,R'\,.\,i=\frac{N}{2}\,(m+k)\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\,\frac{R'}{r}\,.\,i . . . . . 9) und daher M_2={M_2}'+{M_2}''=\frac{N}{2}\,\left\{m\,\left[1+(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\,\frac{R'}{r'}\,.\,i\right]+k\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\,\frac{R'}{r'}\,.\,i\right\} wird. Hieraus folgt für \frac{M_5}{M_1}=\frac{k-s}{m\,\left[1+(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\,\frac{R'}{r'}\,.\,i\right]+k\,(e^{\mu_3\,varphi}-1)\,\frac{R'}{r'}\,i+s}. Ein Vergleich mit der Schlußformel auf S. 274 läßt erkennen, daß diese Bremse genau dieselbe Bremswirkung besitzt, wie die im vorliegenden Beispiel behandelte, wenn \frac{R'}{r'}\,.\,i=1 oder \frac{R'}{r'}=\frac{1}{i}=\frac{R}{r} ist, wenn also das Uebersetzungsverhältnis der Zahnräder gleich dem Verhältnis der Radien ist, welche das Moment der Klemmbremse bei der Uebertragung des letzteren zur Bandbremse, übersetzen. Im Uebrigen stimmt die Wirkungsweise mit der der vorigen Bremse überein und es ist deshalb auch hier bei der Wahl der Umschlingungszahl des Bremsbandes Vorsicht notwendig. Die Umschlingungszahl kann erst dann beliebig hoch gesteigert und damit die Vorzüge der Bremse völlig ausgenutzt werden, wenn an der Klemmbremse nicht wie seither das Bremsbandende mit der kleinen Spannung t, sondern dasjenige mit der großen Spannung T=t\,e^{\mu_3\,\varphi} befestigt und das andere Ende mit der Spannung t von einer Schraubenfeder gehalten wird, deren Spannung sich ändert, wenn das Bremsbandende sich dieser Feder nähert oder von ihr entfernt. Ein Beispiel hierzu bietet Fig. 19. Es ist dort wegen des hohen Betrages von T das mit der Klemmbremse in Verbindung stehende Bandende nicht direkt mit ihr verbunden, sondern vermittelst eines zweiarmigen Hebels mit den Längen p und q. Textabbildung Bd. 325, S. 276 Fig. 19. Wird beim Niedergang der Last das Lastmoment z.B. größer, so nimmt zunächst das Moment der Klemmbremse zu und übt eine größere Zugkraft auf das Bremsband aus. Es zieht dieses etwas über die Bremsscheibe hinweg und spannt dadurch die Schraubenfeder am andern Ende des Bremsbandes, bis das Moment der Bandbremse sich derart vergrößert und damit die Belastung der Klemmbremse auf der nächsten Vorgelegewelle verkleinert hat, daß das ganze System sich von selbst wieder in einen Gleichgewichtszustand einstellt. Die Verschiebung des Bremsbandes durch die Klemmbremse braucht nur sehr gering zu sein, um in der Bandbremse den Reibungswiderstand am Umfang der Bremsscheibe so zu verändern, daß er die Zugkraft der Klemmbremse am Bremsband im Gleichgewicht hält; denn eine kleine Zunahme der Federspannung vervielfacht sich mit dem Faktor e^{\mu_3\,\varphi}, welcher bei der verhältnismäßig hohen zulässigen Umschlingungszahl des Bremsbandes einen ziemlich bedeutenden Wert annehmen und daher eine beträchtliche Vergrößerung des Reibmomentes der Bandbremse zur Folge haben kann. Der Vorzug dieser Bremse besteht auch noch darin, daß ihr Gesamtmoment trotz den mehrmaligen Umschlingungen des Bremsbandes immer von der Größe der Zugkraft der Klemmbremse direkt abhängig bleibt und auch bei Schwankungen der letzteren sich sofort ein der Zugkraft genau gleichwertiger Widerstand ohne Pendelungen einstellt. Stöße sind selbst dann ganz ausgeschlossen, wenn der Reibungskoeffizient von Bremsband und Bremsscheibe etwa infolge Heißlaufens der Berührungsflächen plötzlich anwachsen sollte; denn es würde dann sofort durch das vergrößerte Reibungsmoment das Bremsband von der Bremsscheibe mitgenommen und die Bremse gelüftet werden, bis sich ein der konstant gebliebenen Zugkraft T entsprechendes Bremsmoment wieder eingestellt hat. Die Unabhängigkeit des Momentes der Bandbremse von der Größe des Reibungskoeffizienten μ3 geht auch aus folgender Betrachtung hervor: Genau genommen ist das Reibungsmoment der Bandbremse M=t\,(e^{\mu_3\,\varphi}-1)\,R', jedoch ist e^{\mu_3\,\varphi} im Vergleich zu 1 verhältnismäßig groß, z.B. bei 6 Umschlingungen und μ = 0,18 schon nahezu 900, weshalb die Zahl 1 ohne weiteres vernachlässigt werden darf. Der Betrag für das Bremsmoment geht damit in M=t\,.\,e^{\mu_3\,\varphi}\,.\,R' oder = T . R' über und wird von μ3 unabhängig. Um die Größe von \frac{M_5}{M_1} zu bestimmen, ist Formel 8 auf Seite 275 in T=\frac{{M_2}'+M_4}{r'}\,.\,\frac{p}{q} und daher Formel 9, welche das auf die Welle der Klemmbremse bezogene Moment der Bandbremse darstellt, in {M_2}''=T\,.\,R'\,.\,i.     =\frac{{M_2}'+M_4}{r'}\,.\,\frac{p}{q}\,.\,R'\,.\,i.     =\frac{N}{2}\,(m+k)\,\frac{p}{q}\,.\,\frac{R'}{r'}\,.\,i. umzuändern. Es wird deshalb M_2={M_2}'+{M_2}''       =\frac{N}{2}\,\left[m\,\left(1+\frac{p}{q}\,\frac{R'}{r'}\,.\,i\right)+k\,\frac{p}{q}\,.\,\frac{R'}{r'}\,i\right] und hiernach \frac{M_5}{M_1}=\frac{k-s}{m\,\left(1+\frac{p}{q}\,\frac{R'}{r'}\,.\,i\right)+k\,\frac{p}{q}\,.\,\frac{R'}{r'}\,.\,i+s}. Beim Heben der Last schließt sich die Klemmbremse zu einer starren Kupplung und läßt die Bandbremse frei, die sich soweit öffnet, bis ein Anschlag über der Schraubenfeder am Bremsbandende sich auf eine feste Unterlage legt. Der Spielraum für den Anschlag ist möglichst klein zu wählen, damit am Ende des Lasthubes sich die Bandbremse sofort wieder schließt. Textabbildung Bd. 325, S. 276 Fig. 20. Um den Bau der Bremse nicht zu umfangreich werden zu lassen und ihr eine gedrängtere Form zu geben, können Klemm- und Bandbremse auf einer Welle nebeneinander gesetzt werden, wie in Fig. 20 angedeutet ist. Die Wirkungsweise der Bremse bleibt hierbei dieselbe wie zuvor; nur wird die Belastung des Motors etwas geändert, weil das Uebersetzungsverhältnis i der Zahnräder fortfällt. Danach ist: \frac{M_5}{M_1}=\frac{k-s}{m\,\left(1+\frac{p}{q}\,\frac{R'}{r'}\right)+k\,\frac{p}{q}\,.\,\frac{R'}{r'}+s} (Fortsetzung folgt.)