LX. Ueber die Fortschritte der deutschen Gußstahlfabrication; von Friedrich Henckel, Civilingenieur in München. Vorgetragen in der Monatsversammlung des österreichischen Ingenieurvereins zu Wien, den 7. Februar 1863. Henckel, über die Fortschritte der deutschen Gußstahlfabrication. Die jüngste Welt-Industrieausstellung zu London hat uns aufs Neue die große Ueberlegenheit der deutschen Gußstahlfabrication über diejenige aller anderen Länder gezeigt. England, die Wiege der Gußstahlfabrication, ist weit hinter den deutschen Fortschritten zurück geblieben. Wir sahen daher in London die alten Stahlmänner Sheffield's den 40,000 Pfd. schweren Krupp'schen Gußstahlblock, die 20,000 Pfd. schwere Bochumer Gußstahlglocke mit Staunen und Bewunderung betrachten. – Diese beiden Kernstücke repräsentiren nicht nur die Höhe, auf der die deutsche Gußstahlfabrication bereits angelangt ist, sie zeigen auch die Fortschrittsrichtungen derselben, nämlich: 1) die Erzeugung größerer Gußstahlmassen und 2) die Stahlgießerei in Erdformen (den Stahlfaçonguß). Die erstere Fortschrittsrichtung, die Erzeugung und weitere Bearbeitung größerer Gußstahlmassen, worin das Krupp'sche Etablissement zu Essen vorzugsweise excellirt, wurde von demselben zu London in einer reichhaltigen und kostbaren Ausstellung von nahezu einer Viertelmillion Pfunden der verschiedensten Gegenstände des Krieges und Friedens, der Eisenbahnen und Dampfschifffahrt, des Bergbaues, der Maschinenfabrication und anderer Zweige der Technik zur Anschauung gebracht.Man s. das Verzeichniß der Krupp'schen Ausstellungs-Gegenstände im polytechn. Journal Bd. CLXV S. 231. Gewicht und Form eines Stückes bilden für dessen Herstellung aus Gußstahl jetzt kein Hinderniß mehr. Alle diese Gegenstände werden in dem Krupp'schen Etablissement aus rohen Stahlblöcken der allereinfachsten Form, durch Hülfe colossaler mechanischer Einrichtungen, mit vollkommenster Meisterschaft, in höchster Vollendung dargestellt. So wird z.B. ein Schiffsanker, eine Schiffsschraube, aus einem ursprünglich viereckigen Stahlblock herausgeschmiedet. Ein solcher Stahlblock muß es sich sogar gefallen lassen, in einen Ring umgewandelt zu werden, aus welchem schließlich eine Bandage, für ein Eisenbahnwagen- oder Locomotivrad, dargestellt wird. Dieser Artikel – Bandagen für Locomotiv- und Eisenbahnwagenräder, – bildet einen Hauptgegenstand der Fabrication des Krupp'schen Werkes. Die Herstellungsweise ist kurz folgende: Ein roher Stahlblock wird zunächst flach ausgeschmiedet, an beiden Enden mit Löchern versehen, mittelst Fräßarbeit kalt aufgeschlitzt, warm aufgebogen, dann unter dem Hammer durch Dornen in einen Ring umgewandelt und schließlich zu einer Bandage ausgewalzt. Eine weitere Specialität dieses Etablissements sind Gußstahl-Kanonen, die, wie die in London ausgestellten Stücke zeigten, von demselben in höchster Vollkommenheit hergestellt werden. Die Fabricationsweise ist, wie die aller anderen Gegenstände dieses Werkes, aus rohen einfachen Stahlblöcken, durch Hülfe colossaler mechanischen Einrichtungen. Bezüglich des Fabricationsprocesses finden wir die Fortschritte der deutschen Gußstahlfabrication vorzugsweise in der Anwendung des Puddelstahles als Rohmaterial, gegenüber dem cementirten Stabeisen in England. Es wird hierdurch eine Stufe der Fabrication – das Cementiren – ganz überschritten, indem man dem Rohmaterial die Stahlqualität im Puddlings-Proceß ertheilt. Die in Deutschland eingeführte Anwendung größerer Tiegel und größerer Oefen, sowie das Zusammenlegen einer größeren Anzahl Oefen an einen Kamin, ändert zwar nichts im Principe des Schmelzprocesses, ist aber dennoch als ein wesentlicher Fortschritt der deutschen Gußstahlfabrication zu betrachten, weil hierdurch die Darstellung größerer Gußstahlstücke ermöglicht wurde. In den weiteren Stadien des Fabricationsprocesses ist Hr. Krupp und mit ihm alle kleineren deutschen Gußstahlfabrikanten, bei dem ursprünglichen (englischen) Verfahren, den flüssigen Stahl in einfache gußeiserne Formen (Coquillen) zu gießen, stehen geblieben. Ich komme nun zu der zweiten Fortschrittsrichtung, der Stahlgießerei in Erdformen, dem Stahlfaçonguß. Diese Methode steht als eine selbstständige hochwichtige Erfindung in der Stahlfabrication da; ihr Erfinder ist der technische Director des Bochumer-Vereins für Bergbau und Gußstahl-Fabrication, Hr. Jacob Mayer zu Bochum. Es scheint zwar nahe zu liegen, ein flüssiges Metall in eine, dem darzustellenden Gegenstand entsprechende Form zu gießen, so daß man denken sollte, es müßte der erste Erfinder des Gußstahls schon darauf gekommen seyn. Auch sind thatsächlich eine Menge Versuche in dieser Richtung gemacht worden, die aber sämmtlich an der Schwierigkeit eines, der hohen Temperatur des flüssigen Stahles widerstehenden und gleichzeitig der Contraction des gegossenen Stückes nachgebenden Materiales der Erdform scheiterten. Hrn. Mayer gelang es indeß diese Schwierigkeiten zu überwinden und Stahlstücke von jeder Form und Größe direct in Guß darzustellen. Selbst nachdem derselbe das Problem gelöst und Kirchenglocken aus Stahl in Erdformen gegossen dargestellt hatte, womit der Bochumer Verein im Jahre 1855 zum erstenmale auf der Pariser Industrie-Ausstellung erschien, wurde noch von sonst tüchtigen Fachmännern und Autoritäten in der Gußstahlfabrication, die Möglichkeit den Stahl in anderen als in eisernen Formen (Coquillen) zu gießen, aufs hartnäckigste bestritten, bis Hr. Mayer damals durch das Zerschlagen und Ausschmieden der angezweifelten Glocken deren Stahlqualität evident nachwies. Unter anderen technischen Autoritäten sprach sich auch Hr. Professor Karmarsch in Hannover über diesen interessanten Gegenstand aus.Man s. polytechn. Journal Bd. CXXXIX S. 461. Wie nun alles wirklich Gute und Nützliche in der Technik schließlich zur Anerkennung kommen muß, so endete diese hartnäckige Verfolgung der Mayer'schen Erfindung auch endlich mit derer vollkommensten Anerkennung und gänzlicher Niederlage der Zweifler. Dem Bochumer Verein wurde die große goldene Ehrenmedaille zuerkannt, und Hr. Mayer mit dem Orden der Ehrenlegion decorirt. Ungleich wichtiger für die Technik und ein bedeutender Fortschritt der deutschen Gußstahlfabrication, ist indeß die Anwendung des Bochumer Stahlfaçongusses für Gegenstände des Eisenbahndienstes. Der Bochumer-Verein hat einige dieser Gegenstände, Bandagen und Räder für Locomotiven und Eisenbahnwagen, in London zur Anschauung gebracht. Die Sache ist von so hochwichtigem Interesse, daß es mir gestattet seyn möge, hier etwas näher darauf einzugehen. Bei den steigenden Anforderungen an den Cisenbahndienst, stellte sich schon längst das Bedürfniß eines besseren Materials heraus. Ganz besonders fühlbar wurde dasselbe bei den Bandagen der Locomotiven- und Eisenbahnwagenräder. Für die immer größer werdenden Belastungen genügte auch das beste Eisen nicht mehr, der Bandagenverschleiß war ein enormer und bei starkem Betrieb die Reparaturen kaum noch zu bewältigen. Man gieng nun zwar zu einem härteren Material – dem Puddelstahl – über, aber auch dieses entsprach, wegen häufiger Ungleichheit und ungenügender Leistung, den Anforderungen nicht. Da trat Hr. Krupp im Jahre 1853 mit Bandagen aus Gußstahl hervor, die er damals wie noch jetzt, aus einem in Coquille gegossenen Stahlblock darstellte, doch war der Preis derselben, 55 Thlr. per Ctr., ein so hoher, daß nur hie und da ein kleiner Versuch gemacht, eine allgemeine Einführung jedoch nicht erzielt werden konnte. Hr. Krupp ermäßigte nun zwar successive seinen Preis bis auf 40 Thlr. per Ctr., immer aber wollte eine allgemeine Einführung bei diesem, gegen eiserne Bandagen circa vierfachen Preise, nicht gelingen, so sehr dieselbe auch von der Eisenbahntechnik gewünscht wurde. – Im Jahre 1858 nahm nun auch der Bochumer-Verein diesen Fabricationszweig, unter Anwendung seines Façongußverfahrens auf, indem er die Bandage von vorn herein in Ringform mit Spurkranz in doppelter Stärke im Guß darstellte, und nach Beseitigung des Eingusses einer kräftigen Auswalzung unterwarf. Natürlich mußte dieses Verfahren eine billige Herstellung gestatten und wirklich lieferte der Bochumer-Verein auch sofort seine Bandagen zu 26 Thlr. per Ctr. Versuche bei verschiedenen Eisenbahnen zeigten nun bald, daß die Bochumer Bandagen den Krupp'schen an Qualität durchaus nichts nachgaben. Jetzt erst gieng Hr. Krupp mit seinen Bandagenpreisen rasch herunter, um von der Bochumer Concurrenz nicht überflügelt zu werden, während die Eisenbahntechnik dieselbe aufs freudigste begrüßte, denn nun erst war die Möglichkeit gegeben, Gußstahlbandagen allgemeiner einzuführen, und jetzt wird in Deutschland fast keine Locomotive mehr gebaut, bei der nicht Gußstahlbandagen angewendet werden. Gegenwärtig befinden sich bereits 8000 Stück Bochumer Gußstahlbandagen bei 36 verschiedenen Eisenbahnen im Betriebe und bewähren sich überall nicht minder gut als die Krupp'schen. Das Bochumer Verfahren der Bandagenfabrication ist ein durchaus rationelles. Jeder gewaltsame Arbeitsproceß, wie z.B. das öftere Schmieden, Aufbiegen, Dornen etc. kommt dabei ganz in Wegfall. Die Bandagen werden, wie gesagt, in Ringform mit Spurkranz in doppelter Stärke gegossen. Soll also z.B. eine Bandage im fertigen Zustande 2 Zoll Stärke behalten, so wird der Ring 4 Zoll stark gegossen. Nachdem derselbe vom Eingusse befreit ist, wird er nach einmaliger Erwärmung, mittelst einer enorm starten Walzenpressung, in einem durch 300 Pferdekräfte betriebenen Walzwerke zu einer Bandage ausgewalzt. Dieses Strecken der gegossenen Bandagenringe geschieht in Bochum mit einer Sicherheit und Vollkommenheit, die Jedem, der Gelegenheit hat dasselbe zu beobachten, das vollste Vertrauen einflößen muß. Es ist vielfach noch die Meinung verbreitet, daß das Ausschmieden der Bandagenblöcke vor dem Walzen von besonderem Werth sey, das Walzen aber nur dazu dienen soll, der Bandage Form und Rundung zu geben. Diese Meinung ist durchaus irrig, denn wenn ein Stahlblock unter dem Dampfhammer ausgereckt wird, so streckt sich dessen Oberfläche mehr als der Kern, daher erscheint das Ende desselben stets concav. Die Zeitdauer der Krafteinwirkung auf die Stahlmasse (der Schlag des Hammers) ist zu kurz; die Molecüle finden nicht Zeit sich gleichförmig zusammenzufügen, zu verdichten. Wird dagegen ein rothwarmer Stahlblock unter einer Presse ausgereckt, so finden die Molecüle Zeit sich bis nach der Mitte hin zusammenzufügen. Da hierdurch eine größere Masse im Kern zusammengeschoben wird, so sucht sich dieselbe in der Längenrichtung Platz, daher erscheint das Ende eines unter der Presse ausgereckten Stahlblockes stets stark convex. Ich hatte in Wien vor wenigen Tagen Gelegenheit, die so eben ausgesprochene Behauptung auf die eclatanteste Weise bestätigt zu finden. In der Maschinenfabrik der Staatsbahngesellschaft ist bekanntlich die höchst interessante Haßwell'sche hydraulische Schmiedepresse in Thätigkeit, und es werden damit alle größeren Schmiedearbeiten, wie z.B. Locomotiv-Achsen, gefertigt. Dabei zeigt sich nicht nur das Herausdrücken des Kernes bei einem Schmiedestück in auffallender Weise, sondern es lassen auch die Brüche gepreßter Achsen ein vortreffliches Gefüge erkennen und liefern den Beweis, daß das Material unter der Presse besser und gleichförmiger durchgearbeitet wird, als unter dem Hammer. Wie schon erwähnt, werden die Bochumer Bandagen in einem durch 300 Pferdekräfte getriebenen Walzwerke in rothwarmem Zustande um die Hälfte ihrer ursprünglichen Stärke zusammengepreßt, respective ausgereckt, und es dürfte nach dem Vorerwähnten keinem Zweifel unterliegen, daß diese Art der Bearbeitung nicht nur das Schmieden vollkommen ersetzt, sondern auch eine größere Garantie für ein gleichmäßiges und dichtes Material liefert. Ob nun das Bochumer oder das Krupp'sche Verfahren der Bandagenfabrication das bessere ist, darüber wage ich nicht zu entscheiden. Jedenfalls ist die Bochumer Methode rationeller. Die praktischen Resultate zeigen indeß eine durchaus gleiche Güte der Fabricate beider Etablissements. Uebrigens können wir weder den Coquillen- noch den Erdformguß, die gewaltsame oder rationelle Bearbeitung, als Hauptfactoren für die Güte des Gußstahles anerkennen. Die Kerntugenden desselben sind „gute Stahlmischung und dichter Guß“, und hierin haben es beide Etablissements zu einer hohen Vollkommenheit gebracht. Einen weiteren nicht minder wichtigen Fortschritt der deutschen Gußstahlfabrication zeigen die in London ausgestellten Bochumer Gußstahl-Scheibenräder für Locomotiven und Eisenbahnwagen. Hierbei kommt der Bochumer Façonguß in hoher Vollkommenheit zur Geltung. Bei diesem Rade bilden Nabe, Scheibe und Bandage ein einziges Stück. Dasselbe wird in eine feuerbeständige Erdform gegossen, die so beschaffen ist, daß sie der Contraction der erkaltenden Stahlmasse nachgeben kann, ohne zu zerreißen. Die Herstellung dieser Formen ist z. Z. noch ein Geheimniß des Bochumer Vereins. Nachdem das Rad die Form verlassen hat, wird es vom Eingusse befreit und sorgfältig ausgeglüht. Eine weitere Schmiede-, Presse- oder Walzarbeit erfährt dasselbe nicht, sondern wird nur mit Hülfe von Bohr- und Drehbänken fertig gemacht. Dieses Gußstahl-Scheibenrad ist das beste und stärkste aller bis jetzt erfundenen Räder für Eisenbahnfahrzeuge, wie durch mehrfache Versuche festgestellt und durch die technischen Journale zum Theil bekannt ist.Man s. polytechn. Journal Bd. CLVII S. 1. Es ist in der Anschaffung billiger als andere, mit Gußstahl-Bandagen von gleicher Dicke versehene Räder, und gewährt im Betriebe größere Vortheile als diese. Dabei ist es mit Ausnahme des Nachdrehens keinerlei Reparaturen unterworfen und kann nach Abnützung der angegossenen Bandage wie jedes andere Rad neu bandagirt werden. Dieses Rad vereinigt alle Vortheile der bandagirten schmiedeeisernen und gegossenen eisernen Scheibenräder in sich, ohne die Nachtheile beider Constructionen zu besitzen. Von diesen Gußstahlscheiben-Rädern sind u.a. 300 Stück bei den großherzogl. badischen Verkehrsanstalten im Betriebe, von denen nach circa 12,000 durchlaufenen Meilen auch noch nicht eines die Notwendigkeit des Nachdrehens erkennen läßt. Bei der Cöln-Mindener Eisenbahn, wo circa 800 derselben im Betriebe sind, ist ein erstmaliges Nachdrehen nach 19,400 durchlaufenen Meilen erfolgt, und bei der thüringischen Bahn haben dieselben unter Gepäckwagen mit Bremsen bereits über 22,000 Meilen zurückgelegt, ohne bis dahin nachgedreht worden zu seyn. Für Locomotiven sind Gußstahl-Scheibenräder u.a. bei der Cöln-Mindener Bahn im dritten Jahre mit 300 Zoll Ctr. Belastung per Achse im Betriebe, ohne ein erstmaliges Nachdrehen erfordert zu haben. Der Bochumer Stahlguß wird endlich auch für schwierige Maschinentheile, die eine große Materialfestigkeit beanspruchen, z.B. Kurbeln für Dampfmaschinen, sowie zur Herstellung von Herzstücken für Eisenbahnhöfe, mit gleich günstigem Erfolge angewendet. Bei dem Besuche der Londoner Weltausstellung überraschte es vielleicht Manchen, von einem englischen Hause, Naylor Vickers u. Comp. in Sheffield, ganz ähnliche Gegenstände mit großem Pomp ausgestellt zu sehen, wie sie der Bochumer-Verein, als seine Erfindung, dort ausstellte. Es mag deßhalb zur Aufklärung dienen, daß dieses Haus die Bochumer Erfindung für England angekauft hat, laut Vertrag mit dem Bochumer Verein, aber keinerlei nach dem Bochumer-Verfahren dargestellten Gußstahlartikel nach Deutschland liefern darf, wogegen sich der Bochumer-Verein verpflichtete, dergleichen nicht nach England zu liefern. Gegenwärtig legt dieses Haus ein großartiges Gußstahl-Bandagenwerk bei Sheffield an, wozu die Pläne, unter Leitung des technischen Directors Hrn. Mayer, in Bochum gemacht werden. Die Einführung der Bochumer Erfindung in England und deren dort wie hier glänzender Aufschwung, lassen dieselbe unzweifelhaft als einen hochwichtigen Fortschritt in der Gußstahlfabrication erscheinen und schwerlich dürfte sich jetzt wohl noch Jemand finden, der es unternehmen wollte, dagegen anzukämpfen. Die vorliegenden Resultate sind über jeden Zweifel erhaben. Für den deutschen Erfindungsgeist kann es nur ehrenvoll und aufmunternd seyn, wenn deutsche Erfindungen auch im Auslande zur Anerkennung kommen und dort Käufer finden. Ich schließe mit dem Wunsche, daß es unserer deutschen Gußstahlfabrication auch ferner gelingen möge, stets als Sieger das Feld zu behaupten.