Titel: Das Mannesmann'sche Walzverfahren.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1888, Band 269 (S. 454–466)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj269/ar269107

Das Mannesmann'sche Walzverfahren.

Mit Abbildungen.

In Band 265 S. 541 brachten wir nach der Oesterreichischen Patentschrift vom 18. Februar 1886 das Wesentliche des „Walzverfahrens mit Schrägwalzwerk“, sowie den Wortlaut der Patentansprüche aus dem D. R. P. Nr. 34617 vom 27. Januar 1885. Wir beschränkten uns auf die Wiedergabe des Wortlautes der Oesterreichischen Patentschrift, da dieselbe vor der ebenso dunkel gehaltenen Patentschrift des Deutschen Reiches wenigstens den Vorzug gröſserer Kürze hatte. Inzwischen beginnt das Dunkel, dank der Veröffentlichungen in der Official Gazette of the United States Patent Office unter Nr. 361954 bis 361963 vom 28. Februar 1886 u.s.w., sowie 365482 vom 31. Januar 1887, sowie auſserdem der Besprechungen in technischen Kreisen sich etwas zu lüften. Es hat in Folge dieses Bekanntwerdens auch nicht an Einsprüchen bezüglich der Neuheit des Verfahrens gefehlt, worauf wir weiterhin zurückkommen.

Wir werden im Nachstehenden einige der wichtigeren Aeuſserungen über das Verfahren wiedergeben, sowie auch diejenigen Vervollständigungen, welche wir den Amerikanischen Patenten verdanken.

Ueber das Wesen und die Wichtigkeit des Verfahrens äuſsert sich Fr. Siemens in einem Vortrage vom 30. April 1888 vor dem Sächsischen Ingenieur- und Architekten-Vereine wie folgt:

Die verallgemeinerte Anwendung des Stahles und namentlich dessen Ersatz für Schmiedeeisen hat durch Jahrhunderte nur merkwürdig langsame Fortschritte gemacht; erst neuerdings ist darin ein rascheres Tempo zu bemerken, was zum Theile seinen Grund in der Erfindung neuer Herstellungsweisen für Stahl, anderentheils aber in der Ausbildung neuer Hilfsmittel hat, denselben zu verarbeiten.

In letzterer Beziehung ist nun wieder eine hervorragende Erfindung gemacht worden, welche den Gegenstand meines heutigen Vortrages bildet. Dieselbe besteht zwar nur in einem Verfahren zum Walzen |455| nahtloser Röhren, trägt aber dazu bei, der Anwendung des Stahles ein auſserordentlich erweitertes Feld der Anwendung zu verschaffen und bezeichnet auſserdem einen entschiedenen Fortschritt in mehreren Zweigen der angewandten Technik.

Wohl alle Ingenieure werden schon von dem Mannesmann'schen Röhrenwalzverfahren gehört haben, welches sich mit ganz bescheidenem Titel einführt, so daſs sich so leicht Niemand veranlaſst fühlt, die hohe Wichtigkeit dieser Neuerung genügend zu schätzen. Ich selbst habe mich anfänglich nur deshalb dieser Erfindung zugewendet, weil ich Interesse an der erweiterten Anwendung von Herdstahl habe, welches Material besonders dafür geeignet ist, während Schweiſseisen vergleichsweise weniger verwendbar sich erweist.

Bekanntlich finden Röhren eine sehr vielfältige Verwendung im Haushalte der Menschheit; aber die Röhre ist zugleich auch eine der besten Formen für Träger, Stangen, Wellen, Achsen, Säulen und andere technische und bauliche Hilfsmittel, indem durch ihre Verwendung mit einer gegebenen Materialmenge die gröſste Haltbarkeit erzielt wird.

Wenn man nun in Betracht zieht, daſs bisher Röhren aus Stahl fast gar nicht, aber aus Schmiedeeisen nur mittels eines weitläufigen Verfahrens und in unvollkommener Weise hergestellt werden konnten, daſs jetzt aber aus einem rohen Stahlknüppel mit zweimaligem und sogar mit einem einzigen Durchgange durch die neue Maschine ein fertiges Rohr gewalzt wird und zwar in fast jeder beliebigen Weite und Länge (? D. Ref.), ohne daſs anderweite erhebliche Manipulationen nöthig sind, so kann man sich einen Begriff von der Tragweite dieser Erfindung machen; zumal wenn man sich noch vergegenwärtigt, daſs man aus Stahl für geringeren Preis ein 3- bis 4fach stärkeres nahtloses Rohr herstellt, dessen Fasern schraubenlinig verlaufen, während bisher nur Röhren aus Schmiedeeisen mit Schweiſsnaht und Längsfaser herzustellen waren. Demnach ergibt sich aus diesem Walzverfahren ein ausgezeichnetes Fabrikat, welches aus dem festesten Materiale hergestellt und auf einfache Weise in die haltbarste Form gebracht wird. Abgesehen von der allgemeinen Verwendung von Röhren zu Leitungen aller Art, sowie für Heizzwecke, Feuerwaffen u.s.w., ist es die Verwendung für Maschinentheile und Bauzwecke, welche nicht hoch genug geschätzt werden kann. Man wird in Zukunft alle massiven Stücke vermeiden, um dafür auf die hohle Form und zugleich zu dem haltbarsten Materiale überzugehen. Die so hergestellten Constructionen werden auſserordentlich leicht und daher für viele Zwecke anwendbar, wofür früher das groſse Gewicht ein Hinderniſs bot.

Um uns die Wirkungsweise des neuen Walzwerkes klar zu machen, denken wir uns den Fall, daſs wir mittels gewöhnlicher Kaliberwalzen einen Rundstab herstellen. Wir verwenden dazu zwei über einander Hegende wagerechte Walzen, deren Drehung nach entgegengesetzten |456| Richtungen erfolgt, dergestalt, daſs das stabförmige Werkstück auf seiner unteren und oberen Seite gepackt und in seiner Längsrichtung transportirt wird, indem es zugleich seine Querschnittsform nach der Kaliberform abändert; das Werkstück bewegt sich ausschlieſslich in der Längsrichtung, empfängt also keine Drehbewegung; wir wollen ein solches gewöhnliches Walzwerk ein Verschiebungswalzwerk nennen; unter Hinzufügung eines festliegenden Dornes dient dasselbe zur Schlieſsung der Schweiſsfuge bei den bisherigen patentgeschweiſsten Röhren aus Eisenblech. Daneben kennt die Technik auch schon eine zum Richten und zur Herstellung gewisser Rotationsformen dienliche Maschine, bei welcher zwei oder drei wagerechte im gleichen Sinne rotirende Walzkörper auf ein stabförmiges Walzstück, welches zwischen sie gebracht wurde, einwirken, dasselbe rotiren machen und umgestalten; das Walzstück bewegt sich hier nur drehend um seine Längsachse, nicht verschiebend; man hat diese Walzwerke wohl Querwalzwerke genannt; wir wollen dieselben Drehungswalzwerke nennen, weil das Werkstück nur drehende, nicht verschiebende Bewegung empfängt.

Eine Mittelstellung zwischen diesen beiden Walzwerken, dem Verschiebungs- und dem Drehungswalzwerke, nehmen die bekannten Polirwalzwerke ein, welche nur zum Poliren und Richten der Oberfläche von massiven Rundstäben und Röhren, nicht aber zu deren Formänderung dienen, und sodann das von Mannesmann zur Ausübung seines neuen Walzverfahrens angewendete hier zu besprechende Schrägwalzwerk.

Bei beiden liegen die Achsen der zwei oder mehr Walzkörper, welche auf ein stabförmig gestaltetes Werkstück einwirken, weder normal noch parallel zur geometrischen Achse desselben, sie kreuzen sich vielmehr im Raume mit der Achse des Werkstückes unter spitzen, nach entgegengesetzten Seiten liegenden Winkeln; daraus folgt, daſs sie dem Werkstücke sowohl eine verschiebende Bewegung entlang seiner Achse, als auch eine drehende Bewegung um diese Achse mittheilen, oder mit einem bekannten Ausdrucke eine Schraubenbewegung, deren Centralachse die geometrische Achse des Werkstückes ist. Diese beiden Walzwerke geben dem Werkstücke eine Schraubenbewegung, die sich aus Verschiebung und Drehung zusammensetzt; es sind im Sinne der vorstehend gebrauchten Bezeichnungen Verschiebungs- und Drehungswalzwerke zugleich, oder Walzwerke mit schraubenförmig bewegtem Werkstücke.

Nun unterscheidet sich aber das neue Mannesmann'sche Walzverfahren durchaus wesentlich von dem mit den bekannten Polirwalzwerken ausgeübten Polirverfahren dadurch, daſs man bei den Polirwalzwerken eine Verdrehung der Faser ängstlich zu vermeiden suchte und eine wesentliche Streckung des Materiales und Verminderung des Werkstückquerschnittes auf diesen Walzwerken nicht bewirken konnte, |457| weil das Material zerbröckelte und aus einander fiel, wenn man eine mit Querschnittsverminderung verbundene erhebliche Streckung versuchte.1) Ganz im Gegensatze hierzu gibt Mannesmann bei seinem Verfahren sowohl eine gröſstmögliche Faserdrehung, als auch eine enorme Verminderung des Querschnittes und Streckung des Materiales. Er erreicht dies dadurch, daſs er ein bestimmtes Verhältniſs zwischen Faserdrehung und Streckung einhält, und ermöglicht dadurch sowohl die Erzielung einer starken Faserdrehung, wie einer beliebig starken Streckung ohne Zerbröckeln und ohne Ueberanstrengung des Materiales.

Die schraubenförmige Vorwärtsbewegung des Werkstückes im Schrägwalzwerke ist ganz unabhängig von der absoluten Walzenlänge; die gleichzeitige Verschiebung, Drehung und Bearbeitung des Werkstückes tritt auch ein, wenn die Walzkörper nur dünne, flache Scheiben sind; ist die Dicke derselben unendlich klein und nimmt man an, daſs ein Gleiten zwischen Scheibenrand und Umfläche des Werkstückes nicht stattfindet, so kann man sagen: die Geschwindigkeit der erzeugten Schraubenbewegung auf der schraubenlinigen Berührungsspur einer Scheibe, an dem Werkstücke gemessen, ist gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Walzscheiben. Daraus folgt, daſs dem Werkstücke an verschiedenen Stellen auch verschieden groſse Geschwindigkeiten mitgetheilt werden können, wenn man sich vorstellt, daſs jeder der einwirkenden Walzkörper aus mehreren verschieden groſsen, daher mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten einwirkenden Scheiben zusammengesetzt ist. Es wird sich dann an dem durch das Walzwerk sich hindurch schraubenden Werkstücke eine gewisse Strecke (Arbeitsstrecke) angeben lassen, innerhalb deren eine lokale Verdrehung des als genügend bildsam vorausgesetzten Materiales erfolgt. Hiernach wird man das neue Mannesmann'sche Walzverfahren als ein Tordirungswalzverfahren bezeichnen dürfen, weil es dem Walzstücke – ähnlich wie eine Spinnmaschine den Gespinnstfäden – eine Verdrehung oder Tordirung ertheilt. Für die Herstellung von Röhren aus massiven Blöcken läſst Mannesmann – unter Verwendung conoidischer Walzkörper – eine Schraubenbewegung an der Austrittsstelle mit gröſserer Geschwindigkeit einleiten, als an der Eintrittsstelle und man kann leicht ermessen, daſs bei einem sehr groſsen Werthe der Differenz dieser beiden Grenzgeschwindigkeiten das an der Austrittsstelle in der Zeiteinheit abgeführte (als Product von Querschnitt und Geschwindigkeit aufgefaſste) Volumen gröſser sein kann, als das an der Eintrittsstelle zugeführte; in diesem Falle kann der kreisförmige Querschnitt an der Austrittsstelle nicht ausgefüllt werden; reicht bei einem groſsen Unterschiede der beiden Geschwindigkeiten und einem geringen Unterschiede der beiden Querschnitte an der Ein- und Austrittsstelle die im Beharrungszustande an der Eintrittsstelle |458| zugeführte Materialmenge nicht aus, um den dargebotenen Querschnitt an der Austrittsstelle auszufüllen, so muſs nothwendig ein ringförmiger Querschnitt entstehen, wenn nicht etwa in Folge unregelmäſsiger Beschaffenheit des Werkstückes ein Zerreiſsen desselben eintritt.2) So lange der äuſsere Durchmesser des Werkstückes während der Bearbeitung eine Abminderung erfährt, wird unter den gemachten Voraussetzungen der ringförmige Querschnitt an der Austrittsstelle, also die Rohrform, aus der Form des massiven Cylinders auch schon dann resultiren, wenn man nicht auf einen drehbar angeordneten Dorn von passender Dicke aufwalzt; daſs der Erfinder einen solchen Dorn im Interesse der Dichtheit der Rohrwand und der inneren und äuſseren Glätte gleichwohl anzuwenden pflegt, darf nicht zu der irrthümlichen Auffassung verführen, als könnte die Höhlung im Werkstücke überhaupt nicht ohne Dorn erzeugt werden; sie erfährt durch den Dorn thatsächlich nur die erwünschte Vergleichmäſsigung der Rohrwand.

Daſs nach dem neuen Mannesmann'schen Verfahren die so vielfach angezweifelte Möglichkeit, ohne Anwendung eines Dornes oder eines innerlich thätigen Werkzeuges aus einem massiven Stücke ein gesundes Rohr herzustellen, thatsächlich vorliegt, beweist ein Probestück, das ich Ihnen hier vorlege, ein Rohrstück, welches ganz ohne Dorn aus dem Massiven herausgewalzt ist und welches an dem einen Ende massiv gelassen wurde, um den Anfang der Lochbildung zu zeigen; dasselbe erweist sich als ein durchaus gesundes Rohr. Daſs das Rohr ohne Dorn gewalzt ist, beweisen die feinen Krystalle im Inneren. Walzt man ein Rohr an beiden Enden massiv bleibend, so kann, obgleich das Rohr im glühenden Zustande gewalzt war, die innere Rohrwand nicht oxydiren; dieselbe bleibt metallisch glänzend, weil die Luft keinen Zutritt zu dem gebildeten Loche hatte.

Der Dorn ermöglicht recht wohl die Anwendung von Druck und Gegendruck, welche ein Beurtheiler des Mannesmann'schen Verfahrens in Nr. 7 und 8 der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure mit Unrecht vermiſst, ohne daſs jedoch die ungeheuren Kräfte aufzuwenden wären, welche zum Auspressen glühenden Stahles aus einem ruhenden Mundstücke mit ringförmiger Austrittsöffnung erforderlich sein würden. Der Dorn ermöglicht auch – unter Ueberwindung des geringen Biegungs- und Streckungswiderstandes der Rohrwandung – den äuſseren Durchmesser des Rohres gröſser ausfallen zu lassen, als der Durchmesser des verwendeten Rohstabes ist, so daſs z.B. ein Rohr von 150mm äuſserem Durchmesser und 7mm Wandstärke aus einem massiven Stahlcylinder von 80mm Durchmesser erzeugt werden kann.

Wie der Mannesmann'sche Prozeſs in Bezug auf die Mittel der Metallverarbeitung viele der bisherigen Erfahrungen und Vorschriften |459| auf den Kopf stellt, indem er statt der bisher ängstlich vermiedenen Faserdrehung und der für den Stich begrenzten Streckung in Verschiebungswalzwerken und der aus guten Gründen bisher vermiedenen Streckung in Schrägpolirwalzwerken eine gröſstmögliche Faserdrehung und in einem Stiche eine fast unbegrenzte Streckung ermöglicht und praktisch durchführt, ebenso durchbricht derselbe die bisher ohne Ausnahme gebliebene Regel (?)3), daſs man beim Walzen den äuſseren Durchmesser der Walzproducte vermindert, so daſs das fertige Walzproduct ausnahmslos einen kleineren Durchmesser hat, als der rohe Block. Denn wir sehen bei dem Mannesmann'schen Verfahren unter anderem die überraschende Erscheinung, daſs aus einem Blocke von geringeren Dimensionen ein Walzproduct mit sehr stark vergröſsertem äuſseren Durchmesser hergestellt werden kann.

Nach dem Vorgeführten wird man zugeben müssen, daſs das Mannesmann'sche Verfahren zum Walzen von massiven und hohlen Stäben eine Veränderlichkeit der für den Erfolg wesentlichen Momente und eine Allgemeinheit darbietet, welche von den bisher bekannten Gestaltungsmethoden nicht entfernt erreicht werden. Grund genug, daſs die geschäftlichen Concurrenten des Erfinders mit schlecht verhehlter Sorge4), aber mit dem Anscheine sachverständiger Beurtheilung an die praktischen Schwierigkeiten sich anklammern, welche bei Durchführung der bedeutungsvollen Erfindung unfehlbar zu überwinden sind.

Ueber den Vorgang im Inneren der Stäbe bei der Walzung hat Balcke in dem Niederrheinischen Bezirksvereine deutscher Ingenieure am 3. Januar 1888 einen dankenswerthen Vortrag gehalten, dem wir nach Nr. 4 und Nr. 8 der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure das Nachstehende auszüglich entnehmen, um damit die bezüglichen Andeutungen des Vorhergehenden zu ergänzen:

Bisher waren wir gewöhnt, beim Ausstrecken von Metallen durch Schmieden und Walzen Druck und Gegendruck arbeiten zu lassen.

Bei dem vorliegenden Walzverfahren wird ein Ausstrecken ohne diese Vorbedingungen angestrebt, und zwar mittels zweier Constructionen, welche im Wesentlichen denselben Zweck verfolgen: die eine mit zwei gegen einander geneigten Planscheiben, deren wagerechte Achsen in verschiedenen Ebenen liegen, die andere mit schräg zu einander liegenden Walzen.

Beide Anordnungen sind seit Jahren bekannt und besonders zum Runden, Richten und Glätten runder Stäbe und Röhren in Gebrauch. Auch das Strecken von Röhren ist von mir vor etwa 10 Jahren schon auf einer Maschine mit schräg liegenden Walzen ausgeführt worden.

|460|

Man kann auf diesen Maschinen Röhren zermalmen, jedoch auch sauber runden und glätten. Nicht bekannt war mir, daſs bei diesem Arbeiten ein warmer Rundstab von innen heraus zerrissen und auf diese Weise aus einem massiven Blocke ein Hohlkörper hergestellt werden kann.

Liegen bei gegen einander geneigten Planscheiben mit entgegengesetzt drehender Bewegung die Achsen in verschiedenen Ebenen, so wird einem zwischengesteckten Rundstabe eine schraubenförmig fortschreitende Bewegung mitgetheilt, weil die arbeitenden Punkte der Planscheiben keine senkrechte Bewegungsrichtung haben (Fig. 1). Bei schräg liegenden Walzen von gleicher Umdrehungsrichtung findet genau dasselbe statt (Fig. 2).

Fig. 1., Bd. 269, S. 460
Fig. 2., Bd. 269, S. 460
Fig. 3., Bd. 269, S. 460
Fig. 4., Bd. 269, S. 460
Die Ganghöhen der schraubenförmigen Bewegung wachsen in beiden |461| Fällen mit der Abweichung der Achsenstellung von derjenigen in einer Ebene.

Die Umdrehungsrichtung wechselt mit der Abweichung der Achsen nach der einen oder der anderen Seite.

Betrachten wir zunächst die Anordnung der geneigt gegen einander arbeitenden Planscheiben, deren Achsen in zwei ein wenig von einander entfernten wagerechten Ebenen liegen. Die Arbeitslinie a b (Fig. 3) liegt zwischen letzteren. Die excentrische Stellung der beiden Scheiben bedingt die schraubenförmige Fortbewegung eines zwischengesteckten Rundstabes.

Weil nun jeder folgende Punkt der Arbeitslinie von a nach b eine seinem Radius entsprechende gröſsere Umfangsgeschwindigkeit hat, so folgt daraus eine Beschleunigung der schraubenförmigen Fortbewegung der Oberfläche des Rundstabes, falls er dehnbar ist, hingegen ein Gleiten zwischen Scheiben und Stab, wenn er nicht dehnbar ist.

Der letztgenannte Fall kommt beim Runden, Richten und Glätten von Rundstäben in Anwendung, wenn diese kalt oder wenig erwärmt verarbeitet werden- der erste Fall, in welchem der Stab dehnbar ist, beschäftigt uns heute.

Der einfacheren Anschauung wegen nahmen wir an, es finde kein Gleiten zwischen Scheiben und Stab statt.

Die Arbeitslinie theilen wir in x gleiche Theile (Fig. 3 und 4). Ist die der Staboberfläche mitgetheilte Umdrehungsgeschwindigkeit in dem Punkte 1 = v, so ist sie in Punkt 2 = 2v, in Punkt 3 = 3v, in Punkt x = xv.

Da nun die Umfangsgeschwindigkeit in jedem folgenden Punkte der Arbeitslinie gröſser ist, ein Gleiten aber nicht stattfindet, so muſs nothwendiger Weise eine Dehnung der Staboberfläche in der Richtung der erwähnten Schraubenlinie erfolgen.

Es ist bekannt, daſs die Verlängerung eines Stabes auf Kosten des nebenliegenden Materiales geschieht.

Im vorliegenden Falle kann die Dehnung, die am Umfange des Stabes geschieht, nur auf Kosten des weichen Kernes geschehen, denn ebenso, wie bei einer Dehnungsprobe mit einem geraden Stabe das seitliche Material herangeholt wird, so muſs hier der weiche Kern herangeholt, d. i. es müssen die mittleren Fasern aus einander gerissen werden und nach auſsen wandern, genau so, wie das nebenliegende Material bei der gewöhnlichen Dehnungsprobe nach innen wandert. Die pressende Wirkung der Planscheiben oder Walzen gegen das entstehende Rohr ist nicht gleichbedeutend dem Drucke beim gewöhnlichen Walzen, weil hier selbstverständlich der innere Gegendruck fehlt. Die gesammte Kraft wirkt nur tangential auf den Stab bezieh. das Rohr und bringt eine rotirende Bewegung der Staboberfläche mit im Fortschreiten beschleunigter Geschwindigkeit hervor; sie bewirkt auf diese Weise das Ausziehen |462| des Rohres ohne gröſsere radiale Pressung als zum Mitreiſsen der Staboberfläche genügt.

Betrachten wir nun den Hergang in den einzelnen Punkten der Arbeitslinie a b (Fig. 4).

In Punkt 1 erhält der Stab die Umfangsgeschwindigkeit v und gleichzeitig die schraubenförmige Fortbewegung mit beschleunigter Geschwindigkeit, so daſs bei Ankunft in 2 die Umfangsgeschwindigkeit gleich 2v ist. Die Oberfläche muſs dabei auf 1b gestreckt werden, und zwar so, daſs der Rotationskörper 1bc gleich ist dem kubischen Inhalte des Cylinders 1 bis 2. Bei weiterem Fortschreiten des Stabes und der Umfangsgeschwindigkeiten – bei 2 = 2v, bei 3 = 3v – wird die Oberfläche des Stabes auf 1d gedehnt, und zwar so, daſs der Rotationskörper 1dc gleich ist dem kubischen Inhalte des Cylinders 13. Bei weiterem Fortschreiten des Stabes und der Umfangsgeschwindigkeiten bis xv wird die Oberfläche des Rohres bis auf 1e gedehnt, und zwar so, daſs der Rotationskörper 1ec gleich ist dem kubischen Inhalte des Cylinders 1x. Bei weiterem Fortschreiten der Arbeit bleibt der dritte Fall unverändert, die Wandstärke wird durch die Linie x bestimmt, d.h. bei gröſserem Planscheibendurchmesser nimmt die Wandstärke ab.

Es dürfte nun als erwiesen gelten, daſs der Stab beim Passiren der Arbeitslinie ab hohl werden muſs.

Mit gröſseren Schwierigkeiten ist das Hohlwerden bei dem beabsichtigten Ausstrecken massiver Körper zu vermeiden.

Planscheiben und Walzen werden in der Praxis unvermeidlich theilweise gleiten, wodurch ein Glätten der Oberfläche des Rohres erzielt wird. Keineswegs ist aber anzunehmen, daſs durch die Pressung von Scheiben oder Walzen gegen das Rohr eine Verdichtung der Rohrwand auch nur annähernd wie beim gewöhnlichen Walzen stattfände. Der Hergang bei Entstehung des Rohres ist also derselbe wie der des Ausziehens eines warmen Stabes bei der Dehnungsprobe mit dem Unterschiede, daſs die Zuglinie nicht eine gerade, sondern eine schraubenförmig fortschreitende ist. Als belastender Umstand tritt noch das Auseinanderreiſsen der inneren Faser hinzu. Die Glättung der inneren Oberfläche des Rohres beim Austritte aus den Planscheiben bezieh. Walzen durch einen festgehaltenen Dorn kann das vorher stattgehabte Lockern der Fasern nicht mehr beseitigen. Der Vorzug des neuen Verfahrens dürfte demnach durch den Nachtheil der geringeren Dichtigkeit der Rohrwand aufgehoben werden.

Bei Anwendung von Walzen anstatt Planscheiben ist es dem Constructeur überlassen, die Art der Beschleunigung der schraubenförmigen Fortbewegung durch Gestaltung der Arbeitsflächen zu bestimmen und der Dehnbarkeit des zu verarbeitenden Stoffes anzupassen. Aus diesem Grunde, und weil bei drei oder mehr Walzen eine besondere Führung |463| des Werkstückes überflüssig wird, ist das Walzensystem dem Planscheibensysteme vorzuziehen. Im Wesen ist die Arbeit bei beiden Anordnungen dieselbe.

Es erübrigt noch der Vergleich des Betriebsbedarfes des neuen mit dem des alten Verfahrens.

Bekanntlich steht der Kraftaufwand für die Formveränderung beim Ausstrecken von Eisen im Verhältnisse zu der Masse des fortzustreckenden Metalles und wird zum Fortstrecken von 1cbmm Eisen 10k Druck als ausreichend angenommen.

Bei Herstellung eines Rohres aus massivem Stabe ist der Kern in die Form der Rohrwand zu strecken. Nehmen wir zur Berechnung einen bestimmten Fall; es sei ein Rohr von 80mm äuſserem und 74mm innerem Durchmesser herzustellen, und ferner, es sei in einer Secunde die Stablänge von 50mm zu verarbeiten.

Der kubische Inhalt des zur Formveränderung bereiten Metalles ist also .

Die gröſste Weglänge der innersten Faser nach dem Umfange des Rohres ist gleich dem Radius = 40mm. Nehmen wir als durchschnittliche Weglänge 20mm an, so erfordert die Arbeit in einer Secunde

.

Nach dem alten Verfahren werden 3¾ Wandstärke auf 3mm ausgewalzt. Die Geschwindigkeit betrage 1m in der Secunde, der Arbeitsweg der Ausstreckung (radial) 2mm; dann sind fortzustrecken:

Alsdann erfordert die Arbeit

,

wobei im ersten Falle 350mm, im zweiten Falle 1000mm Rohrlänge gewonnen werden.

Es verhält sich also die Kraft beim neuen Verfahren zu der beim alten nahezu wie

570 : 15 = 38 : 1.

Das Neue und Wesentliche des Schrägwalzverfahrens liegt:

1) in der Art des Ausstreckens unter Rotation zwischen entgegengesetzt bewegten Walzenflächen,

2) in der Fertigstellung des gewünschten Profiles in einem einzigen Durchgange, und

3) in der Möglichkeit, mit denselben Walzen verschiedene Profile zu walzen.

Bei dem bisherigen Walzverfahren haben die Walzen bekanntlich |464| entgegengesetzte Drehungsrichtung, in den arbeitenden Flächen aber gleiche Bewegungsrichtung. Bei dem neuen Verfahren dagegen haben die Walzen gleiche Drehungsrichtung und die arbeitenden Flächen entgegengesetzte Bewegungsrichtung.

Bei dem bisherigen Walzverfahren durchwandert der Stab die Walzen rechtwinkelig zu den Achsen, bei dem neuen dagegen geht er parallel oder annähernd parallel den Achsen. Beim Walzen zwischen Planscheiben haben diese entgegengesetzte Drehung, daher in den arbeitenden Flächen entgegengesetzte Bewegungsrichtung. Aus diesen Ausführungen ist klar, daſs das Werkstück eine rotirende Bewegung erhält.

Bezüglich des Ausstreckens unter Rotation zwischen entgegengesetzt bewegten Walzenflächen habe ich bereits nachgewiesen, daſs dasselbe nichts anderes ist, als ein Ausziehen unter der Beschränkung, daſs die Zuglinie keine gerade, sondern eine schraubenförmig fortschreitende ist, wobei die äuſsere – zwischen den Scheiben oder Walzen conische, nach dem Austritte cylindrische – Form gewahrt bleibt. Das Ausziehen des Materiales kann aber nur durch die Beschleunigung der schraubenförmigen Oberflächenstreckung geschehen.

Genau dasselbe findet statt, wenn massive Profile gewalzt werden sollen. Soll das Hohlwerden vermieden werden, so kann das nur geschehen, wenn die Neigung der Scheiben gegen einander wenigstens so stark ist, daſs der hohle Kegel ece (Fig. 7) gleich 0 wird, d.h., die Entfernung der beiden Scheibenkanten beim Austritte des Stabes muſs so weit verringert werden, daſs sie mindestens gleich wird der doppelten Wanddicke des Rohres (Fig. 7) beim Austritte aus den Scheiben, während die Entfernung am Anfange der Arbeitslinie dieselbe bleibt. Die Oberflächenstreckung des Werkstückes wird dem Kerne radial in abnehmendem Maſse mitgetheilt, so daſs sie in der Achse des Werkstückes gleich 0 wird und nur eine Dehnung in der Längenrichtung des Stabes übrig bleibt. Folge davon ist, daſs die Fasern im Querschnitte, von der Achse aus anfangend, eine spiralförmige Verdrehung erhalten. Die durchaus nöthige starke Verjüngung des Werkstückes zwischen den Scheiben bedingt aber ein ebenso starkes Wachsen der Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes zwischen den Scheiben.

Um die Vermehrung der Umdrehungszahlen neben der Beschleunigung der schraubenförmigen Fortbewegung der Oberfläche klarzustellen, nehmen wir einen bestimmten Fall.

Es soll ein Rundstab 50mm Durchmesser zu Draht von 3mm,2 Durchmesser ausgewalzt werden. Die Scheiben (Fig. 5) haben 320mm Durchmesser, also 1000mm Umfang, und machen eine Umdrehung in der Secunde. Die Arbeitslinie, d. i. der Radius der Scheiben, sei in 16 Theile getheilt. Die wagerechte Entfernung der Scheiben von einander sei in Punkt 1 = 50mm, in Punkt 16 (= x in Fig. 5) 3mm,2. Dann ist:

|465|
in Punkt 1 in Punkt 16
der Durchmesser des Werkstückes 50 3,2mm
der Umfang des Werkstückes 157 10
die Umfangsgeschwindigkeit der Schei-
ben 2rπ

62,8

1000
62,8 1000
die Umdrehungszahl des Werkstückes –––– ––––
157 10
= 0,4 = 100

Bei einer Umdrehung des Werkstückes in Punkt 1 hat dasselbe Stück in Punkt Umdrehungen, während die Umfangsgeschwindigkeit von Punkt 1 bis Punkt 16 von 62,8 bis 1000mm wächst. Der klareren Rechnung wegen habe ich auf das theilweise Gleiten zwischen Scheiben und Werkstück keine Rücksicht genommen. Durch die in der Länge der Arbeitslinie fortlaufend vermehrte Umdrehungszahl des Werkstückes wird dessen spiralförmige Verdrehung bedingt.

Auf diese Verdrehung – „seilartige Windung“ nennt sie die Patentschrift – legt der Erfinder einen hohen Werth; es soll die Zugfestigkeit, die Dehnung und Contraction des Eisens, sowie die Elasticitätsgrenze für seitliche Durchbiegung dadurch erhöht werden. Obgleich nun Fluſseisen ein sehr gefälliges Metall ist, so dürfte doch abzuwarten sein, ob durch diese energische Verdrehung der Fasern dem Materiale eine gröſsere Festigkeit gegeben wird. Die Patentschrift behauptet, daſs durch den Zug der äuſseren Fasern in der Richtung der Schraubenlinie ein Zusammenpressen des Kernes stattfinde, so etwa, wie wenn man einen Riemen schraubenförmig um einen Rundstab windet und anzieht. Diese Behauptung, auf welche der Erfinder die vorzüglichen Eigenschaften seines neuen Verfahrens gründet, zerfällt aber in sich, weil nicht allein beim Walzen von Hohlkörpern, sondern auch in vorliegendem Falle beim Walzen massiver Stäbe die inneren Fasern nach auſsen wandern müssen, gerade dem vermeintlichen Drucke des Erfinders entgegen, und unfehlbar einen Hohlkörper ergeben, wenn dies nicht durch sehr starke Neigung der Arbeitsflächen, also durch sehr schleunige Verjüngung des Querschnittes vermieden würde. Es fehlt dem neuen Streckverfahren die bisher mit Sorgfalt ausgeführte Pressung der Fasern quer zur Fläche des Stabes, welche durch Druck und Gegendruck die Verdichtung des Materiales bewirkt, und es bleibt, selbst beim Auswalzen massiver Rundstäbe mit dem neuen Verfahren, nichts weiter übrig, als das Warmausziehen unter den angegebenen Beschränkungen.

Selbst mit dem bisherigen Ausziehen von glühenden Röhren oder Draht läſst sich das neue Verfahren nicht auf gleiche Stufe stellen, weil bei ihm das geschlossene Zieheisen mit dem allseitig radialen Drucke fehlt; denn durch die zwei oder drei tangential arbeitenden Scheiben bezieh. Walzenflächen kann der gleichzeitig in allen Punkten des Umganges wirkende radiale Druck des Zieheisens nicht ersetzt werden. |466| Es gibt ja sehr viele Fälle, in denen geringere Ansprüche an Röhren gemacht werden, als z.B. an Kesselröhren. Wenn es daher gelingen sollte, mit dem neuen Verfahren einen wirthschaftlichen Vortheil gegen das bisherige zur Anfertigung von Röhren zu erlangen, so dürfte dieser an sich so interessanten Fabrikationsweise eine groſse Zukunft beschieden sein.

(Fortsetzung folgt.)

|457|

Dies wird von anderer betheiligter Seite nicht zugegeben, siehe spätere Mittheilung von Lismann.

|458|

Hierüber vergleiche die nachstehenden Auseinandersetzungen von Balcke, Ritter und Hofmann.

|459|

Dies ist wohl nicht richtig, wir erinnern nur an Winkeleisen, Einfach- und Doppel--Eisen, welche das Gegentheil beweisen.

D. Ref.

|459|

Nach den bisher bekannt gewordenen Ergebnissen scheint dem Referenten eine solche Sorge noch nicht angezeigt zu sein.

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