Titel: Clark, über die Birminghamer Drahtlehre.
Autor: Clark, Latimer
Fundstelle: 1870, Band 195, Nr. XV. (S. 49–52)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj195/ar195015

XV. Ueber die Birminghamer Drahtlehre, von Latimer Clark.

Die neue allgemeine Drahtlehre, deren Einführung derzeit von Clark in England in ausdauernder Weise beantragt wird, schließt sich – wie bekannt10) – an die in Birmingham gewöhnlich übliche ziemlich nahe an und gründet sich auf eine einfache mathematische Reihe, von deren Nummern jede ein Gewicht darstellt, welches um 25 Procent größer ist als jenes der vorhergehenden.

Durch ein in die neue Drahtlehre festgelegtes Gesetz ist man immer wieder im Stande, auf die ursprüngliche, die Normallehre zurückzukehren, falls dieß einmal nöthig seyn sollte. Da die Entstehungsart der Birminghamer Drahtlehre, ebenso wie die Zeit ihrer Einführung ganz unbekannt ist, so kann auch jetzt ihre Basis nicht mit Sicherheit erforscht und wenn rationell befunden wieder hergestellt werden.

Sucht man nun in Ermangelung irgend einer festen Bestimmung in der Aufeinanderfolge der Dimensionen der Nummern dieser Lehre nach einem inneren Zusammenhang und zeichnet sich die Curve des alten Birminghamer Drahtmaaßes neben jener der logarithmischen Linie, so ersieht man, daß – wenn auch die Abstände der beiden Curven nicht erheblich – die alte Lehre jedenfalls nicht nach der logarithmischen Linie bestimmt ist, da die Abweichungen nicht von jener der Constante allein herrühren.

In der vorgeschlagenen Drahtlehre ist auch der Verdünnungsfactor durchaus 0,8945, dagegen bei der alten größer bei dicken, kleiner bei dünnen Drähten, er beträgt nämlich von 0,92 bis 0,82.

Zur Zeit der Einführung der Drahtlehre waren die Fabrikanten |50| kaum in der Lage, dieselbe nach mathematischen und physikalischen Grundsätzen herzustellen; viel wahrscheinlicher ist es, daß sie eine Reihe schon gezogener Drähte nahmen und nach diesen die Lehre construirten.

Vor Einführung der Dampfkraft war der dickste Eisendraht, jener Nr. 1 der Birminghamer Drahtlehre, von etwa 3/10 Zoll (engl.) Durchmesser. Aus diesem wurde die nächste Dicke in einer Operation gezogen und so fort, bis der dünnste Draht eine Stärke von einigen Tausendstel Zoll hatte. Jeder nächstfolgende Draht erhielt die nächst höhere Nummer.

Hiernach wurde die Abstufung zweier aufeinanderfolgenden Stärken durch zwei Bedingungen bestimmt.

Zunächst mußte zur Ersparung an Zeit der Draht in einem Zuge möglichst verdünnt werden; die Grenze hierfür fand sich in der zum Drahtziehen verwendeten Kraft der Arbeiter oder der Maschinerie im Gegensatz zur Größe der absoluten Festigkeit des Materiales selbst.

Durch die Erfahrung kam man auf den günstigsten Mittelweg und der Drahtfabrikant erhielt allmählich eine Reihe von Stärken, welche einfach auf ein Meßblech zu übertragen waren, um eine den damaligen Bedürfnissen der Erzeugung und des Absatzes genügende Lehre zu bilden.

So erklärt Clark den Ursprung der Birminghamer Drahtlehre und schließt, daß sich demzufolge bei der Untersuchung der Angaben der Lehre eine bestimmte Beziehung zwischen der absoluten Festigkeit des Drahtes und dem Widerstand beim Ziehen von einem Durchmesser auf den nächst schwächeren zeigen müsse, wie dieß in der That der Fall ist.

In der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, Jahrgang 1866 S. 545, lieferte H. Thomée eine sehr eingehende Abhandlung: „Untersuchungen über Drahtlehren“, welche Clark zum Nachweis des oben Gesagten benutzt; hier sey nur das Nöthigste angeführt.

Bezeichnen wir mit D und d den Durchmesser des Drahtes vor und nach dem Zuge, die absolute Festigkeit mit f, den Ziehungswiderstand mit w – beide auf die Flächeneinheit bezogen –, so ergeben sich folgende Relationen:

Die absolute Festigkeit des bereits durchgezogenen Drahtes ist

F = f . d² π/4.

Der Ziehungswiderstand für die Ringfläche (D² – d²) π/4 ist demnach:

W = w (D² – d²) π/4.

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Das Verhältniß zwischen der absoluten Festigkeit des Drahtes und dessen Ziehungswiderstand (Ziehbarkeit) sey constant, also

W = m . F, somit
w (D² – d²) π/4 = m f d² π/4; hieraus
Textabbildung Bd. 195, S. 51

Der Werth von f, der absoluten Festigkeit des Drahtes pro Flächeneinheit ist nicht constant, verschieden natürlich nach Qualität des Materiales, aber wachsend mit abnehmendem Querschnitt.

Wäre dieß nicht der Fall, so wäre der Verdünnungsfactor d/D constant und die Birminghamer Drahtlehre stellte die logarithmische Linie dar.

Nach Egen ist für Eisendrähte im Mittel w = 160591 Pfd. pro Quadratzoll engl. (Thomée gibt 248 Pfd. pro Quadratmillimeter an).

Für m = W/F berechnet Clark 0,538 (etwas weniger als Thomée, wegen der Abänderung des Mittelwerthes von f) für f = 80000 Pfd. pro Quadratzoll engl.

Diese Werthe von w, m und f in die letzte Gleichung substituirt, erhält man den Verdünnungsfactor d/D = 0,8811 (nach Thomée 0,8847), ungefähr die Gesammtdurchschnittszahl der bezüglichen Factoren der Birminghamer Drahtlehre.

Es könnte nun auch für den ersten Augenblick natürlich erscheinen, in die zuletzt genannte Formel statt des mittleren Festigkeitscoefficienten (pro Flächeneinheit) von 80000 Pfd., die den verschiedenen Drahtdurchmessern der Lehre entsprechenden Werthe einzusetzen und dadurch die Reihe der Verdünnungsfactoren zu bestimmen, um die Birminghamer Drahtlehre berichtigt wiederherzustellen. Dieß wäre jedoch nur ausführbar, wenn die Aenderungen des Festigkeitscoefficienten in ein bestimmtes Abhängigkeitsgesetz mit den Querschnittsänderungen unter Voraussetzung eines homogen bleibenden Materiales gebracht werden könnten.

Die Eigenschaften verschieden dicker Drähte variiren. Bei dickeren Drähten sind die Fehler im Zusammenhang bedeutender, bei dünneren |52| ist das Gefüge gleichmäßiger, in Folge des wiederholten Ziehens gleichförmiger faserig.

Bei Wiederherstellung dieser Lehre, resp. Aufstellung einer neuen, soll es nicht gestattet werden, daß die Wirkungen zufälliger Fehler des Materiales einen Theil der Grundlage eines allgemein einzuführenden Maaßes bilden und empfiehlt es sich, dasselbe auf die Annahme eines reinen und homogenen Materiales zu gründen. Dann aber hat die Nummernfolge einen gleichbleibenden Verdünnungsfactor und stellt die logarithmische Linie dar.

Noch zeigt Clark, daß sich die von ihm vorgeschlagene allgemeine Drahtlehre nicht auf die physikalischen Eigenschaften des Eisens beschränkt, sondern gleicherweise für irgend ein anderes der gewöhnlich auftretenden Metalle anwendbar ist.

Am Schlusse seiner in der Versammlung der British Association zu Exeter vorgelesenen Abhandlung lenkt Clark die Aufmerksamkeit des Vereines auf die Arbeiten von Karmarsch, Thomée und Peters über die Aufstellung einer einheitlichen Drahtlehre für Deutschland. Ihren Schriften verdanke er manche interessante Thatsache und instructive Belehrung über diesen Gegenstand. (Engineering August 1869, S. 154.)

J. Z.

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Man s. polytechn. Journal Bd. CXC S. 200, und Bd. CXCII S. 28 und 176.

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