Flaschenzüge [1]

Flaschenzüge, auch Rollenzüge, Seil- oder Kettenzüge genannt, sind transportable Hebezeuge zum Heben kleinerer Lasten von Hand.

Der gewöhnliche oder eigentliche Flaschenzug besteht aus einer festen und einer losen Flasche, beide mit einer gleichen Anzahl von Rollen; je nachdem das die Rollen verbindende Tragorgan ein Seil oder eine Kette ist, unterscheidet man Seil- oder Kettenflaschenzüge, jedoch kommen bei dem gewöhnlichen Flaschenzug Ketten nur selten zur Anwendung. Je nach der Anordnung der Rollen unterscheidet man nach Ernst [1] Rollenzüge mit getrennter oder gemeinsamer Hubbahn der losen Rollen.

Bei den Rollenzügen mit getrennter Hubbahn besteht die lose Flasche aus zwei oder mehreren in einer Ebene neben- und untereinander angeordneten losen Rollen von gleichem Durchmesser mit getrennten Seilen, deren jedes mit einem Ende an einem festen Punkte, mit dem andern Ende aber am Haken der nächsten Rolle befestigt ist, nur das letzte Seil ist von der letzten losen Rolle nach einer festen Leitrolle geführt; sein freies Ende dient zum Angriff der Kraft, während die erste (tiefste) Rolle den Lasthaken trägt. – Diese Art von Rollenzügen findet indes nur selten Verwendung, weil sie nicht oder doch nur schwierig transportabel sind.

In den Flaschen der Rollenzüge mit gemeinsamer Hubbahn sitzen sämtliche Rollen einer Flasche entweder nebeneinander lose auf einer in den Gehäusewänden der Flasche festgelagerten Achse und haben alle gleichen Durchmesser; oder die Rollen jeder Flasche sitzen untereinander, jede auf besonderer Achse; sie müssen dann verschiedene Durchmesser haben, damit die Seiltrume ohne Reibung aneinander vorbeigehen können. Da sich bei dieser Anordnung die Flaschen sehr lang bauen, wird sie für Handflaschenzüge nur selten gewählt. Die bewegliche Flasche trägt stets den Lasthaken, während das Seil mit einem Ende zunächst an der festen Flasche befestigt und dann nach einer Rolle der beweglichen Flasche, von dieser nach der ersten Rolle der festen Flasche, dann nach der beweglichen Flasche u.s.w. geführt ist. Das freie Seilende bildet den Angriffspunkt für die Kraft. – Der gewöhnliche Flaschenzug mit gemeinsamer Hubbahn der losen Rollen hat nach Ernst [1] einen im umgekehrten Verhältnis zur Seildicke (stets Hanfseil) stehenden Wirkungsgrad von 0,84 0,52 und ist nicht selbsthemmend, so daß die Last beim Nachlassen oder Aufhören der Zugkraft von selbst sinkt. Zur Beseitigung dieses Uebelstandes hat man daher Seilflaschenzüge mit Selbsthemmung konstruiert, von denen hier die Seilklemme von Hewitt & Goffs erwähnt sein mag, die von Georg Kiefer in Köln ausgeführt wird. Aus dem Bestreben, die Flaschenzüge selbsthemmend zu machen, sind weiter die Differential- und Schraubenflaschenzüge hervorgegangen.

Unter Differentialflaschenzügen versteht man Kettenflaschenzüge, bei denen die obere, feste Rolle aus zwei in einem Stück gegossenen Rollen oder Kettenscheiben von verschiedenen Durchmessern besteht, während die untere Flasche nur eine einzige lose Rolle enthält. Der in Fig. 1 abgebildete Westonsche Differentialflaschenzug dürfte die älteste derartige Bauart sein. Er besitzt eine endlose Kette, deren frei herunterhängende Schleife zum Angriff beim Heben der Last dient, während die andre Schleife derselben an der losen Rolle die Last trägt, wobei ihre Kettentrume einerseits über die größere, anderseits über die kleinere[78] der beiden Kettenscheiben laufen. Bei genügend kleinem Unterschied der Rollenhalbmesser wirkt dieser Flaschenzug selbstsperrend, indem der Unterschied der auf entgegengesetzten Seiten der Rollenachse zur Wirkung kommenden Momente kleiner ist als die Widerstände der Ketten- und Zapfenreibung, die letzteren also das Niedersinken der Last verhindern. Um letzteres zu bewirken, muß daher ebenso wie beim Anheben am frei herabhängenden Kettenstrang gezogen werden. Für größere Lasten werden diese Flaschenzüge auch mit einem besonderen Haspelrad für die Kette versehen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kettenrollen der festen Flasche sind in ihren Nuten mit eingegossenen Querrippen versehen, zwischen die sich die Glieder der Kette legen; diese muß daher kalibriert sein. Sobald sich die Kette reckt oder eine stärkere Abnutzung jener Querrippen eintritt, kommt die Kette leicht ins Gleiten, so daß die Last unbeabsichtigt zurückrutscht und die Selbsthemmung aufgehoben ist. Ein derartiger Flaschenzug ist dann unbrauchbar und zu verwerfen. Kette und Kettenrollen unterliegen einer starken Abnutzung.

Auf denselben Grundgedanken wie der Westonsche Differentialflaschenzug beruhen auch diejenigen von Eade, Pickering und Moore. Der Differentialflaschenzug von Eade, auch Epicykloidalflaschenzug genannt und von Zobel, Neubert & Co. in Schmalkalden angefertigt, besitzt in der festen Flasche ein innen verzahntes, mit der Kettenscheibe zusammengegossenes, lose auf der Antriebswelle sitzendes Rad, in das ein um einige Zähne kleineres Stirnrad eingreift, das, lose auf einem Exzenter der Antriebswelle sitzend, durch diese gedreht und in Eingriff mit dem Hohlrade erhalten wird. Da es durch geeignete Knaggen verhindert ist, sich im Hohlrade abzuwickeln, so ist dieses gezwungen, sich bei jedem vollen Wellenumgang um den Unterschied der beiderseitigen Zähnezahlen zu drehen und dadurch die kalibrierte Lastkette um den gleichen Winkelbetrag zu heben. Die Antriebswelle wird durch ein besonderes Zugkettenrad betätigt.

Die Differentialflaschenzüge von Moore und Pickering haben ebenfalls ein auf einem Exzenter der Antriebswelle sitzendes Stirnrad, das in zwei dasselbe umschließende Hohlräder mit angegossenen Kettenscheiben eingreift. Während Pickering das eine der beiden Hohlräder feststellt und somit nur eine Kettenscheibe dreht, setzt Moore beide Hohlräder lose auf die Büchsen der Antriebswelle und betätigt somit beide Kettenräder in dem nämlichen Sinne, Die über diese gelegte Lastkette ist demnach auch mit beiden Enden am Lasthaken befestigt. Der Antrieb erfolgt ebenfalls mittels eines besonderen Zugkettenrades [1]. – Der Flaschenzug von Kohn (D.R.P. Nr. 65749), von Briegleb, Hansen & Co. in Gotha gebaut, hat ein Stirnradvorgelege, dessen Trieb auf der Achse der Haspelkettenscheibe sitzt, während das zugehörende Rad auf die Achse der sehr klein gewählten Kettennuß der Lastkette aufgekeilt ist. Die Haspelkettenscheibe ist innen mit Sperrzähnen versehen, in die sich beim angestrebten Rücklauf der Last eine Sperrklinke legt, die an der Lagerbüchse der Haspelradwelle ihren Drehpunkt hat. Diese Büchse wird unmittelbar vom Aufhängehaken des Flaschenzuges getragen, so daß durch letztere und die Last der erforderliche Bremsdruck erzeugt wird. – Derartige Flaschenzüge werden bis 2000 kg Höchstbelastung gebaut [1].

Die Schraubenflaschenzüge enthalten in der oberen Flasche ein Schneckenradvorgelege, auf der Achse des Schraubenrades sitzt eine Kettentrommel oder Kettennuß für die Lastkette, während die Achse der Schnecke die Kettenscheibe für die endlose Zugkette trägt. – Hierzu gehört unter anderm der Schraubenflaschenzug von Pohl (D.R.P. Nr. 40932), welcher selbstsperrend ist und mehrgängige Schnecken gestattet. Das Schneckenrad besteht aus zwei Hälften, die, lose gegeneinander gelegt, auf der Achse des Hebezeuges drehbar angeordnet sind. Zwei Kettenräder mit sehr verschiedenen Zähnezahlen sind an die äußeren Seiten der Schneckenradhälften angegossen. Die endlose Lastkette ist in entgegengesetzter Richtung über die Kettenrollen gelegt und in die eine Schlinge ist eine lose Rolle mit dem Lasthaken eingehängt. Eine steilgängige Schnecke, auf deren Achse die Haspelrolle sitzt, bewegt das zweiteilige Schneckenrad scheinbar wie normale Räder vor oder zurück, doch hat die an den Ketten gleichmäßig wirkende Kraft das Bestreben, die Kettenrollen und die mit ihnen zusammengegossenen Schneckenradhälften in entgegengesetzter Richtung zu drehen, unterstützt also bei der Lasthebung das an der kleineren Rolle wirkende Lastmoment durch den Zahndruck der Schneckenradhälfte gegen die Gewindegänge der Schnecke die beabsichtigte Drehung der letzteren, so daß die an der Haspelwelle wirkende Kraft geringer sein kann als beim ungeteilten Schraubenrad. Bei der Lastsenkung dagegen unterstützt umgekehrt das an der größeren Rolle wirkende Lastmoment die rückläufige Bewegung der Schnecke, wodurch der Kraftaufwand bei der Lastsenkung geringer wird. Im Ruhezustand endlich üben die Zähne der Schneckenradhälften durch ihr entgegengesetztes Bewegungsbestreben einander entgegengesetzte Drucke auf die Gewindegänge der Schnecke aus, klemmen also die einzelnen Schneckengewindegänge zwischen sich ein und verhindern so die selbsttätige Drehung der Schnecke und das unbeabsichtigte Sinken der Last. – Diese Flaschenzüge werden von G.A. Kroll in Hannover für Lasten von 500–10000 kg und Antrieb durch einen Arbeiter ausgeführt.

Der Schneckenflaschenzug von Collet & Engelhard in Offenbach besitzt, wie Fig. 3[79] zeigt, zwei von derselben Schnecke angetriebene Schneckenräder, an jedem derselben ist eine Kettentrommel befestigt. An den entgegengesetzten Enden jeder Trommel ist eine Kette, aber beide in entgegengesetzter Richtung, aufgelegt, die sich an den Kreuzkopf des Lasthakens anschließen, der somit in gerader Bahn senkrecht aufsteigt. Es ist ersichtlich, daß der Flaschenzug selbsthemmend ist und er gestattet die Anwendung stark steigender Schnecken; dagegen ist die Hubhöhe beschränkt. Die genannte Firma führt dieselben bis 5000 kg Höchstbelastung und 5 m Hubhöhe aus.

Schraubenflaschenzüge mit Drucklager. Diese zuerst von E. Becker, Berlin-Reinickendorf, nach D.R.P. Nr. 10611 ausgeführte Bauart hat von allen andern die weiteste Verbreitung gefunden. Durch die Anwendung stark steigender Schnecken wird eine Nutzleistung bis 65% erzielt und durch das Drucklager eine zuverlässige Selbstsperrung erreicht, verbunden mit größter Sicherheit des Betriebes, bei ruhigem Gang und geringer Abnutzung aller Teile. Die Gesamtanordnung eines Beckerschen Flaschenzuges ist aus Fig. 4 und 5, die Schneckenwelle mit Schnecke aus Fig. 6 (größerer Maßstab) ersichtlich [1]. Die Schneckenwelle W, mit Haspelrad für die Zugkette versehen, ist mit dem Vollkegel C aus dem Ganzen hergestellt; derselbe wird durch den Achsendruck der Schnecke in den Hohlkegel B gepreßt, so daß beide Teile miteinander gekuppelt werden und der Zapfenansatz des letzteren beim Lastaufwinden als Stützzapfen dient, indem er sich gegen die im Flaschenzuggehäuse sitzende Druckschraube D legt. Da die Schnecke steilgängig ist, so muß der Rücklauf der schwebenden Last in geeigneter Weise verhindert werden und hierzu dient ein am Gehäuse befestigter Sperrkegel (Fig. 7), der in die am Umfange des Hohlkegels B angebrachten Sperrzähne greift. Das Senken der Last kann nur durch Ziehen an dem auf der Schneckenwelle sitzenden Kettenrad unter Ueberwindung des überschüssigen Bremswiderstandes erfolgen.

Die lose Rolle hängt in einer Schleife der Lastkette, die mit einem Ende am Flaschenzuggehäuse befestigt und dann über die auf der Achse des Schneckenrades fest aufgekeilte Kettennuß gelegt ist, so daß das andre Kettenende frei herabhängt; demnach ist die Hubhöhe der Last nur von der Kettenlänge abhängig. Es ist Sorge getragen, daß die arbeitenden Teile in guter Schmierung erhalten werden können. Derartige Flaschenzüge werden für Nutzlasten bis zu 10000 kg gebaut; Gehäuse, Schnecke, Drucklager und Kettennuß sind aus Stahl hergestellt, nur das Schneckenrad besteht aus Gußeisen. Da, wie erwähnt, für gute Schmierung gesorgt ist, so ist die Abnutzung wegen des höheren Güteverhältnisses eine sehr geringe. Die Ketten der Beckerschen Flaschenzüge sind wesentlich stärker als die des Westonschen Differentialflaschenzuges und sind, weil ein viel seltenerer Lagenwechsel der Kettenglieder auf der Kettennuß stattfindet, als es bei dem letztgenannten Flaschenzüge der Fall ist, einer viel geringeren Abnutzung unterworfen als die Ketten des Westonschen Flaschenzuges, Vor der Ablieferung wird jeder Flaschenzug mit der 1 ¹/₄fachen Nutzlast probiert.

Das Prinzip der Beckerschen Drucklagerbremse ist von vielen andern Konstrukteuren in verschiedenen Formen weiter angewendet worden. So benutzen Pichatzek & Lüders, Berlin, in ihrem D.R.P. Nr. 32820 statt der Bremskegel eine einfache Lamellenkupplung. Von den beiden äußeren, mit der Schneckenwelle durch Nut und Feder verbundenen Druckscheiben dieser Kupplung dient die eine ebenfalls als Stützzapfen; zwischen beiden Scheiben liegt die aus Bronze zur Aufnahme von Schmiermittel hohl gegossene Sperrscheibe, deren beiderseitige Reibflächen bei entsprechend gewählten Abmessungen Ersatz für die Beckerschen Bremskegel bieten. – G. Kiefer in Köln ersetzt die Sperrklinke zum Festhalten der einen Kupplungshälfte durch eine Druckschraube die beim Lastsenken oder bei dem durch die schwebende Last[80] angestrebten Rücklauf der steilgängigen Schnecke die bewegliche Muffe gegen eine Lederscheibe auf dem Boden der mit dem Gehäuse fest verbundenen Kupplungstrommel anpreßt und dadurch das selbsttätige Sinken der Last verhindert. Hierdurch wird außerdem ein vollständig geräuschloser Gang erzielt. Wie Fig. 8 erkennen läßt, ist bei diesen Flaschenzügen das steilgängige Gewinde der Druckschraube unmittelbar in das hintere Ende der Schneckenwelle eingeschnitten. Beim Anheben der Last wird die bewegliche Schraubenmuffe M durch den zurzeit vorhandenen Anpressungsdruck gegen die Lederscheibe gedrückt, während sie durch die radiale Komponente des schiefen Zahndruckes der Hauptschnecke, der gegen die innere Fläche der festen zylindrischen Gehäusebuchse wirkt, an der Drehung gehindert ist. Hierdurch kommt das Gewinde zum Eingriff, und die Muffe M wird von der Lederscheibe entfernt, wobei ihr Weg durch den Stift S begrenzt wird. Die Hauptschnecke läuft dann auf dem Stützzapfen. – Die sich selbst überlassene Last sucht die Hauptschnecke rückwärts zu drehen und schraubt hierbei die bewegliche Muffe sofort wieder gegen die Lederscheibe im Gehäuse, die dann einen ausreichenden Reibungswiderstand bietet, um die Last schwebend zu erhalten, bezw. kann das Senken derselben nur durch äußeren, den Bremswiderstand der Lederscheibe überwindenden Antrieb erfolgen. Bei der neueren Bauart des Kieferschen Flaschenzuges wird, das Druckschraubengewinde der Hauptwelle durch Schraubenklauenkupplung ersetzt, deren eine Hälfte mit der Hauptschneckenwelle aus dem Ganzen hergestellt ist, während die zweite Hälfte durch die verschiebbare Bremsmuffe gebildet wird. Diese Anordnung beseitigt den etwaigen Verschleiß der Kernspindel und ersetzt das Druckgewinde durch einen einzigen Schneckengang von sehr reichlichen Abmessungen, so daß die spezifische Flächenpressung erheblich vermindert wird. – Erwähnt sei noch G. Kiefers Flaschenzug mit selbsttätiger Einkupplung eines Stirnradvorgeleges zum zwangläufigen raschen Senken der Last (D.R.P. Nr. 101902) [1].

Bei dem Schraubenflaschenzug mit Maximbremskupplung von Gebrüder Bolzani in Berlin (D.R.P. Nr. 75977) wird die Bremswirkung ähnlich wie bei Kiefer einerseits am inneren Umfange des Bremsgehäuses, anderseits an dessen Grundfläche erzeugt. Der Hauptteil dieses Flaschenzuges ist in Fig. 9 dargestellt.

Auf der Schneckenwelle a sitzt fest die Scheibe b, die durch den von der Last in ersterer erzeugten Achsendruck gegen zwei halbkreisförmige Bremsbacken c und c₁ gedrückt wird, die sich, wie die Figur zeigt, gegen keilförmige Ansätze der auf der Schneckenwelle axial verschiebbaren, aber nicht drehbaren Scheibe d legen, wobei die Bremsbacken c und e₁ auseinander und gegen den inneren Umfang e₁ der Bremsmuffe e gepreßt werden; gleichzeitig wird Scheibe d gegen eine im Grunde der Bremsmuffe befindliche Lederscheibe gedrückt. Die Bremsmuffe stützt sich auf die lose Spurbuchse f und diese gegen den im Gehäuse befestigten balligen Spurzapfen g. Um die angehobene Last in der Schwebe zu halten, ist die Bremsmuffe am äußeren Umfange mit Sperrzähnen versehen, in die ein Sperrkegel eingreift. Beim Senken der Last muß der etwaige Bremswiderstand durch die Kraft am Haspelrad überwunden werden.

Auch dieser Flaschenzug arbeitet außerordentlich zuverlässig und ist die Abnutzung der einzelnen Teile, die leicht in guter Schmierung erhalten werden können, sehr gering. Sie werden ebenfalls bis 10000 kg Nutzlast ausgeführt und ist, da die Kette ebenso aufgelegt ist wie bei Becker, die Hubhöhe nur von der Kettenlänge abhängig.

Ueber Berechnung von Flaschenzügen vgl. [1]. – Hüttentaschenbuch. – Kataloge und Preise sind von den genannten Firmen zu erhalten, außer welchen noch Hillerscheidt & Kasbaum, Berlin N. (Schönhauser Allee), Duisburger Maschinenbau-Aktiengesellschaft, Duisburg, Mohr & Federhaff, Mannheim, zu erwähnen sind.

Literatur: [1] Ernst, A., Die Hebezeuge, Berlin 1899, 3. Aufl., Bd. 1.

Specht.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4., Fig. 5.

Fig. 6., Fig. 7.

Fig. 8.

Fig. 9.