DER STAHL-KRAFTBAND-TRIEB MIT BESONDERER BERÜCKSICHTIGUNG SEINER RENTABILITÄT. Von R. Sproecke, Danzig. SPROECKE: Der Stahl-Kraftband-Trieb mit besonderer Berücksichtigung seiner Rentabilität. Inhaltsübersicht. Darlegung der anorganischen Eigenschaften des Stahlbandes und der dadurch zulässigen Verminderung der Abmessungen und des Gewichts aller Triebtheile. Verfahren und Apparat zur Bemessung der Kraftbandlänge. Konstruktive Ausführung des Stahlkraftbandes, sowie des Stahlbandverbindungsschlosses und des Reibungsbelages der Kraftbandscheiben. Schlüpfverlustbeseitigung und Wegfall des Nachspannens. Gebrauchsfähigkeit des Stahl-Kraftband-Triebes in allgemeinen und speziellen Fällen. Vorzüge des Betriebsverhaltens und der fast kostenlosen Unterhaltung. Vergleichsprojekt eines Kraftband-, Riemen- und Seiltriebes. Anschaffungskosten und Jahresunkosten einer Triebanlage bei Stahl-Kraftband-, Riemen- oder Seilübertragung. Nachweis der rentablen Verwendung in bezug auf betriebstechnische und betriebswirthschaftliche Punkte. Wenn die Frage auftritt, Arbeitsmaschinen in zweckmäßigster Art einer Kraftquelle anzuschließen, so lassen es neben anderen bedeutsamen Forderungen vor allem rein wirthschaftliche Gründe geboten erscheinen, die höchstmögliche Ausnutzung der aufgewendeten Energie bei einfachen sicheren Betriebsverhältnissen und geringstem Kostenaufwand für Anlage und Betrieb herbeizuführen. Das Rüstzeug, mit welchem der Konstrukteur heute an diese Aufgabe herantritt, ist mannigfaltig und geschaffen durch zahlreiche wissenschaftliche Versuche sowie durch vielfache praktische Ergebnisse. Obgleich nun in der Tat die Kraftübertragung hoch entwickelt ist, sind dennoch die Fälle nicht selten, wo es besonders ingeniöser Mittel bedarf, um den gegebenen Umständen voll und ganz gerecht zu werden, Beim Maschinenantrieb mittels Riemen oder Seil begegnet der Konstrukteur zunächst der häufig erheblichen Schwierigkeit, größere Verluste zu vermeiden, besonders bei Uebertragung von bedeutenden Kräften. Vor allem aber ist es das Material der Treib- oder Zugorgane, welches meisthin den Ansprüchen nicht genügt, selbst in allerbester Qualität und bei sachgemäßer Anordnung. Nach dem Gesagten und nach dem allgemein in der Technik herrschenden Streben, an und für sich unvollkommene Baustoffe durch andere, infolge ihrer natürlichen Eigenschaften brauchbarere, zu ersetzen, ist es leicht erklärlich, daß man mit der Zeit versucht hat, metallische Kraftübertragungsmittel zu schaffen. Jedoch ist man lange Zeit über die Versuchsanwendungen solcher Elemente kaum hinausgekommen. Von einer regelrechten Einführung kann erst die Rede sein, nachdem es Eloesser gelungen ist, durch langwierige Versuche einen betriebssicheren und auch sonst geeigneten Verschluß des Metallbandes zu schaffen. In Verbindung mit dieser, für die praktische Verwendung des Metallbandtriebes so wichtigen Neukonstruktion des Endverschlusses, trat weiter auch die Verbesserung des Herstellungsmaterials als wesentlich hervor, so daß diese beiden Faktoren für die Aufnahme der Stahlkraftbänder maßgebend wurden. Wissenschaftliche Untersuchungen sowie der praktische Gebrauch dieser neuen Uebertragungsvorrichtung führten bald zu Resultaten, welche trotz unliebsamen Nebenerscheinungen bei den ersten Erprobungen darauf schließen ließen, daß die Stahlkraftantriebe brauchbar und rentabel für die Kraftübertragung werden könnten. Nachdem jetzt einige Jahre verflossen sind, in denen sich das Stahlband vielfach befriedigend eingeführt hat, dank den Bemühungen der ausführenden Gesellschaft (Eloesser-Kraftband-Gesellschaft m. b. H., Berlin-Charlottenburg), die erwähnten Nebenerscheinungen zu mildern oder zu beseitigen, dürfte es von Interesse sein, das praktische Verhalten dieses Maschinenelements kurz zu betrachten, um dadurch vielleicht Anregung zu weiterer Vervollkommnung oder zu allgemeinerer Anwendung zu geben. Die nachfolgende Besprechung soll daher hauptsächlich der Gebrauchsfähigkeit und Rentabilität der Stahlbandtriebe gelten, soweit sich hierüber nach der bisherigen Verwendung in der Praxis urtheilen läßt. In rein theoretischer Beziehung erscheint die beste Ausnutzung bei der Energieübertragung durch das Stahlband ohne weiteres gesichert. Das eigentliche Uebertragungselement, ein schmales, dünnes, poliertes Stahlband, ist in materialtechnischer Hinsicht ziemlich gleichmäßig herzustellen, somit auch in gleichbleibender Güte gebrauchsfähig, mit dem besonderen Vorzug, daß das beanspruchte Band sich nur wenig verändert, und somit eine Wartung hinsichtlich des Nachspannens nicht erfordert. Hierdurch fallen aber alle jene unliebsamen Betriebsstörungen weg, wie sie unsachgemäß gespannte Treibriemen und Treibseile nur zu häufig herbeiführen. Ferner ermöglicht das im Verhältnis zum Riemen sehr dünne Stahlband, die zu leistende Umbiegungsarbeit im Betriebe auf ein Minimum zu beschränken, so daß eine wesentliche Schmälerung des Wirkungsgrades, wie sie beim steiferen Leder der Riemen in Betracht, kommt, nicht eintritt. Weiterhin fällt für die gleiche Kraftübertragung das Stahlband bedeutend schmäler aus als der erforderliche Riemen. Hierdurch wird der Luftwiderstand auch geringer, was besonders in Betracht kommt, wenn man berücksichtigt, daß die erforderlichen Stahlbandscheiben auch geringere Breiten haben können als die Riemenscheiben. Hierzu kommt noch, daß die Schwingungsamplitude des Bandes während des Laufens nur sehr gering ist. Durch alle diese Umstände werden die bei sonstiger Uebertragung schwer zu vermeidenden Verluste stark reduziert bezw. fast ganz beseitigt. Versuche an der Kgl. Techn. Hochschule Charlottenburg, mit einem Stahlbandtrieb für eine Uebertragungsarbeit von 146 PS, geleistet von einem 10 cm breiten und 0,5 mm starken Stahlband, haben bei einer Geschwindigkeit von 61,5 m/Sek, und einer Gesamtspannung (Achsdruck) von 200 kg nach Messungen von Prof. Kammerer einen Wirkungsgrad von 99 v. H. ergeben. Der genannte Wirkungsgrad bezieht sich jedoch nur auf das Uebertragungsorgan allein und dürfte sich in der Praxis nicht gleichartig erreichen lassen; trotzdem werden aber stets wesentlich geringere Arbeitsverluste auftreten als beim Riemen und Seil. Die erhebliche Dehnbarkeit, mit der man bei allen Treib- oder Zugmitteln aus Weichmaterial zu rechnen hat, gestattet auch nur, die Uebertragungsfähigkeit dieser bis zu einer gewissen Grenze auszunutzen; besonders gilt dieses bei größeren Leistungen. Mit wachsender Größe der zu übertragenden Kraft müssen also die Dimensionen des Uebertragungselements gesteigert werden, was wieder eine Vergrößerung der Scheiben nach sich zieht, sowohl in der Breite als auch im Durchmesser. Letzteres wird auch nötig, wenn die Geschwindigkeit erhöht werden soll, was sich seit längerer Zeit immer mehr als eine unabweisbare wirthschaftliche Forderung erwiesen hat. Bekanntlich sind nun aber Erhöhung der Geschwindigkeit und Vergrößerung des Scheibendurchmessers die hauptsächlichen Hilfsmittel zur Erzielung einer günstigen Nutzspannung von Riemen und Seil. Von der Größe der Spannung hängt aber auch der Wirkungsgrad genannter Organe ab. Wenn größere Scheiben mit höherer Geschwindigkeit laufen, so treten erhöhte Beanspruchungen auf, die für die benachbarten Lager und Wellen nicht förderlich sind und eventl. unerwünschte Deformationen (Wellendurchbiegungen) der Getriebetheile herbeiführen können. Es ist erkenntlich, daß der Wirkungsgrad des Uebertragungselements infolge vermehrter Lagerreibung, Luftwiderstände usw. ungünstig beeinflußt wird, also nur beschränkt erhöht werden kann. Das Arbeitsvermögen des Stahlbandes ist dagegen weniger beschränkt, wie auch der Wirkungsgrad durch Erhöhung der Uebertragungsgeschwindigkeit oder größere Bemessung des Scheibendurchmessers nicht erheblich beeinflußt wird; für die Erzielung des günstigsten Wirkungsgrades ist eine solche Erhöhung in manchen Fällen sogar besonders nutzbringend. Es bleibt nämlich bei Steigerung der zu übertragenden Kraft und der Geschwindigkeit das Stahlband noch ziemlich schmal. Textabbildung Bd. 326, S. 552 Fig. 1. Fig. 1 zeigt einen ursprünglich vorhandenen Riementrieb für 250 PS, umgewandelt in einen Stahlbandtrieb. Besonders fällt das für die gleiche Leistung bemessene schmale Stahlband gegenüber dem mitabgebildeten ehemaligen Riemen auf. Wenn nun das Kraftband nur schmal ist, so bedarf es also auch nur Bandscheiben von geringerer, achsialer Ausdehnung. Das leichtere Gewicht derselben kann (auch bei großer Kraftübertragung und erhöhter Geschwindigkeit) auf die Getriebtheile nicht sehr nachtheilig wirken; im Gegentheil werden Belastungsschwankungen durch die Schwungwirkung der schmalen Bandscheiben in günstigster Weise aufgehoben, was bezüglich der Gebrauchsfähigkeit des Stahlbandes für elektrische Betriebe von besonderem Nutzen ist; auch lassen sich die Abmessungen der Wellen und Lager, sowie die Lagerabstände bei Verwendung von Stahlkraftbandtrieben sehr reduzieren. Die minimale Dehnung des für das Stahlkraftband benutzten Materials verhindert, daß Schlupfverluste im Betriebe auftreten, die ein Nachspannen erfordern: mithin bleibt ein richtig gespanntes Band ohne weitere Spannungsregelung betriebsfähig. Zur Bestimmung der richtigen Bandlänge bedient man sich am besten eines schmalen Meßbandes; dieses wird entsprechend der Lage des späteren Kraftbandes um die Triebscheibe gelegt. Die Bandenden werden nun mit einem Indikator verbunden, so daß, nachdem man das Band mit der errechneten Kraft angespannt hat, diese auf der Indikator-Meßtrommel abzulesen ist. Hierdurch kann man das Meßband auf die erforderliche Spannung bringen; sobald dies erreicht ist, werden die Enden des Bandes durchgeschnitten, und zwar so, daß sie scharf aneinanderstoßen. An jedem Bandende wird dann noch eine Ecke abgeschnitten, was zur Kennzeichnung des richtigen Maßes geschieht. Die beschriebene Meßvorrichtung, sowie die Anleitung zur richtigen Handhabung, wird von der Eloesser-Gesellschaft zur Verfügung gestellt; die vorstehende Meßmethode darf dabei als die einwandfreieste bezeichnet werden. Ein derartig bemessenes Band bedarf sowohl zur Inbetriebnahme, als auch zur betriebsbrauchbaren Verwendung keiner Nachspannung, unverkennbar ein bedeutender Vortheil betriebstechnischer Art, herbeigeführt durch die Eigenschaften des anorganischen Materials. Die benötigte Reibung zwischen Scheibe und Band wird durch einen Korkbelag, welchen man auf den Kranz der Scheibe bringt, erreicht. Dieser aufgekittete Korkstreifen hält im Betriebe sehr gut, wird auch von Oel, Fett oder ähnlichen Substanzen nicht angegriffen und verliert seine schlupfbeseitigen – de Wirkung auch bei längerer Betriebsdauer nicht. Im weiteren führt der Korkbelag aber dazu, daß sich das Band nicht erheblich abnutzt, lästige Geräusche vermieden werden und der Wirkungsgrad des Stahlbandes erhöht und dauernd gleich erhalten wird. Der zu erreichende Nutzeffekt des Stahlbandes bei der Uebertragung ist außer von den angeführten Maßnahmen auch noch von der richtigen Verbindung der Bandenden abhängig, welche zugleich die Betriebssicherheit beeinflußt. Weiter oben wurde erwähnt, daß durch theoretisch und praktisch durchgeführte Ermittlungen ein einwandfreies Bandschloß geschaffen wurde. Hier sei zur Vervollständigung hinzugefügt, daß sich dieses Bandschloß (so lange es sachgemäß zur Ausführung gelangt) durchaus bewährt hat und allen Beanspruchungen vollkommen genügt, was der Umstand erweist, daß selbst die in den Jahren der Einführung gebrochenen Bänder nie an der Verbindungsstelle versagt haben. Meisthin sind es nur unkontrollierbare, im Betriebe auftretende Zusatzspannungen, welche das Band zum Bersten bringen; dies kann z.B. durch unrunde Scheiben leicht eintreten. Das Stahl-Kraftband-Verbindungsschloß nach Eloessers Anordnung ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Es besteht aus zwei, dem Scheibenumfang angepaßten Platten, die durch mehrere Schrauben zusammengepreßt werden. Zwischen den Platten lagern die Bandenden, welche noch durch niedrig temperierte Lötung verbunden sind. Die obere Platte hat nach jeder Seite in der Längsrichtung verlängerte Wälzungsflächen; diese ertheilen dem, von der Scheibe ablaufenden Bande allmählich wieder seine Laufrichtung, so daß eine Verletzung des Bandes durch die häufige Richtungsänderung (aus dem gekrümmten Lauf von der Scheibe zum geradlinigen bis zur anderen Scheibe und so weiter) nicht erfolgen kann, wie diese leicht eintritt, wenn die oberen Plattenkanten scharfkantig sind, entsprechend der Ausführung bei Riemenschlössern. Die geschilderte Verbindungsart wird entweder an Stahlbändern für Triebe bei fliegend angeordneten Scheiben vollständig in der Fabrik ausgeführt, oder es wird ein Bandende mit dem Schloß verbunden, so daß an der Gebrauchsstelle nur noch Lötung und Verschraubung des zweiten Bandendes herzustellen sind. Bedeutende Arbeitsverluste oder gar Brüche der Stahlbänder können bei Anwendung der Eloesser sehen Verbindung nicht leicht eintreten, sofern bei Ausführung des Verschlusses die nötige Sorgfalt beobachtet wurde. Textabbildung Bd. 326, S. 553 Fig. 2. Textabbildung Bd. 326, S. 553 Fig. 3. Wie nicht genau runde Bandscheiben für das Stahlband ungünstig wirken und daher vermieden werden müssen, so muß ferner auch dafür gesorgt werden, daß die Wellenabstände an allen Stellen gleich sind. Denn infolge seiner natürlichen Eigenschaften wird sich das Stahlband nicht so anschmiegen und einlaufen wie der Lederriemen, sondern die Ungenauigkeit der Triebanlage aufnehmen und dadurch Betriebsstörungen herbeiführen, sei es durch Bruch, Ablaufen oder durch unregelmäßige Uebertragung. Hierbei sei auf die Notwendigkeit hingewiesen, die Wellenlagerung konstruktiv so anzuordnen, daß sich die vorgesehenen Abstände durch irgend welche Einflüsse nicht abnormal verändern können; denn derartige Veränderungen sind die ärgsten Feinde des Stahlbandes in bezug auf störungsfreies Verhalten im Betrieb. (Schluß folgt.)