DE89502C

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Publication number: DE89502C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Allseitig verzierte Säulen von anderer als prismatischer Gestalt bezw. mit nicht geradflächigen Seiten aus Schmied- oder Walzeisen allein oder aus solchem mit anderem biegsamen Metall vereinigt zu erzeugen, mögen solche hohl oder massiv sein, ist bis jetzt nicht möglich, weil es kein Walzwerk giebt, mittelst dessen man an dem Umfang verlaufende Erhöhungen und Vertiefungen aufwalzen kann, die nicht in einer Prismafläche oder in der Richtung c der Erzeugenden (bei cylindrischen Säulen) verlaufen, wenn dasselbe auch aus noch so vielen Profilwalzen zusammengesetzt wäre. Nur aus gegossenem Metall können derartige Gebilde erzeugt werden, nicht aber aus schmiedbarem Metall. Im, günstigsten Falle ist man in der Lage, polygonale Walzstäbe herzustellen, auf deren aber immerhin geradflächigen Seiten einzelne einfache Verzierungen, Rippen, Perlen, Rosetten u. dergl. aufgewalzt werden können, nicht aber kann man dabei solche Gebilde erzeugen, die stetig in einander übergehen und eine trennende Seitenkante nicht aufweisen. Noch viel weniger war man im Stande, solche Säulen und Stäbe mit wechselndem Querschnitt herzustellen.

Nach dem vorliegenden Verfahren ist es möglich, hohle oder massive Säulen aus Walzeisen allein oder in Verbindung mit anderen biegsamen Metallen herzustellen in gleichbleibendem oder wechselndem Querschnitt mit allseitig an der Aufsenseite angebrachten Verzierungen von beliebigen einfachen oder reicheren Formen.

Zunächst wird ein Vorproduct erzeugt von einem Querschnitt, der durch die Form, welche man der Säule zu geben beabsichtigt, bedingt ist und daher wechselt.

Auf die Seiten des Vorproductes, welche bei der fertigen Säule aufsen liegen, werden die gewünschten Verzierungen aufgewalzt, wobei der zur Bildung der Säule erforderliche Querschnitt und die entsprechende Materialvertheilung ausgeführt werden, weil gerade hiervon das Gelingen des Verfahrens abhängt, d. h. die dem Vorproduct gegebene allgemeine Gestalt ·—-ohne Rücksicht auf die Verzierung — und Stärkeverhältnisse sind bedingend für die Gestaltung der zu erzeugenden Säule.

Aus dem Vorproduct wird die Säule dadurch gebildet, dafs dasselbe zu einer geschlossenen, schraubenförmigen Umwickelung eines geraden oder schrauben- oder spiralförmigen Cylinders oder Kegels oder anders gestalteten Körpers gewunden wird, so dafs bei Hohlsäulen Unter- und Oberkante des »Wickel- oder Schraubenbandes« sich stets berühren, also eine Schraubenlinie gebildet wird, deren Ganghöhe

h = π . d tg α

ist bei einer Breite des Bandes
B = π d . sin a,

wenn d der jeweilige Durchmesser der zu bildenden Säule und α der Steigungswinkel der Schraubenlinie. Je nach der Breite B des gewickelten Streifens und dem Durchmesser d des zu bildenden Rundstabes oder der Säule wird a. grofs oder klein:

Da nun d und α bekannt sind, kann man im Voraus bestimmen, welche Richtung die auf dem Vorproduct stehenden Verzierungen, z.B. Rauten, Bänder, Blätter, haben müssen, um bei

der fertigen Säule senkrecht oder normal oder in sonst bestimmter Lage zur Achse zu stehen.

Diese Bestimmung allein genügt jedoch nicht, um eine Ziersäule von bestimmtem Profil herzustellen. Das Querschnittsprofil des Vorproductes und die Massenvertheilung in demselben ist von ganz bestimmtem Einflufs auf die Gestaltung der Säule. Bei der Windung des Vorproductes treten an beiden Kanten Kräfte in bestimmter Richtung auf, z. B. bei einem Querschnitt nach Fig. ι der Zeichnung mit Verzierungen auf der Seite α verursachen die Kräfte χ eine Wölbung, wie in Fig. 2 angedeutet, und die auf Seite α befindlichen Verzierungen würden infolge dessen verdeckt, d. h. nach innen gekehrt werden. Statt die Querschnittsform nach Fig. 1 dem Vorproducte zu geben, wird man es daher so gestalten, wie Fig. 3 zeigt, so dafs sich nun auf der Seite a¹ bei dem gewickelten Band, d. h. bei der fertig gestellten Säule die Verzierungen aufsen flach und glatt aufliegend zeigen.

Einfache gerade Flächen erscheinen concav in der zur Säulenachse parallelen Richtung, convex, d. h. cylindrisch und in der dazu senkrechten Richtung, und in der Richtung senkrecht zum Steigungswinkel ist die Durchschnittslinie eine Gerade.

Hieraus ergiebt sich, dafs die Säulenprofileisen so zu construiren sind, dafs die nach innen bestimmte Seite hohl, concav ist, die nach aufsen bestimmte Seite mufs erhaben, convex bezw. mit Verstärkungen in der Mitte versehen sein.

Beabsichtigt man, Säulen mit um diese spiralförmig herumgehenden runden Wulsten zu erzeugen, so sind die Formen des Vorproductes, je nachdem diese Wulste flachen oder mehr kreisförmigen Querschnitt haben sollen, entweder wie Fig. 4 oder Fig. 5 zu wählen. Im ersten Falle wird die ursprüngliche Halbkreisform η wenig verändert, weil sich die Rundung η und die Flantschen m im Gleichgewicht halten. Im letzteren Fall dagegen werden die Flantschen 0 einen starken Druck auf den Bogen ρ ausüben, wodurch dieser erheblich zusammengeprefst und auf fast völlig kreisförmigen Querschnitt gebracht wird. Nach unserem Verfahren erhält man hieraus Säulen nach Fig. 6 und 7. Es sind dies durch die Erfahrung bestätigte Thatsachen.

Die aus solchen einfachen Profilen gewickelten (Hohl-) Säulen oder Stäbe sind nur für eine relativ geringe Belastung geeignet; ihre Widerstandsfähigkeit kann durch Ausgiefsen mit einem geeigneten Material, wie Metall, Cement etc., wesentlich erhöht werden.

Ihre Tragfähigkeit kann aber auch dadurch vergröfsert werden, dafs man zu ihrer Herstellung complicirtere Profile nimmt bezw. solche Profile combinirt, wie z. B. ein T-förmiges Profil mit je einem solchen, das die Winkel überdeckt, wie Fig. 8 zeigt. Der Mittelsteg des T-Profils, weil er ununterbrochen axial durchgeht, ersetzt die massive Füllung.

. Das Zusammenwickeln mehrerer Stäbe, wie durch Fig. 8 gezeigt, ermöglicht eine weitere wichtige Wirkung. Man kann z. B. zwischen zwei Eisenstäben einen Kupfer- oder Messingstabwinden ; dann erhält man eine Säule mit einem rothen oder gelben — kupfer- oder messingfarbenen — Schraubenband, was einen ganz besonderen Schönheitseffect erzeugt, wie er bei gegossenen Säulen nur durch Anstreichen mangelhaft und zerstörbar zu erzielen ist. Dafs solche Farbeneffecte durch entsprechende Färbung der vorstehenden Zierelemente in unbeschränkter Weise erzeugt werden können, ist selbstverständlich.

Die Tragfähigkeit der nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Säulen kann nun ganz besonders noch dadurch erhöht werden, dafs man zwei oder mehr in einander greifende Profile von solcher Gestalt und Anordnung, dafs sie sich während des Windens fester an einander schliefsen, als Vorproduct vereinigt, wobei symmetrische Zwischen- oder Bindungsstäbe benutzt werden können, wie einige solche Profile in den Fig. 9 bis 15 dargestellt sind.

Aber ebenso wie complicirte Profile durch Ineinanderpassen zu : einer starken Hohlsäule gewunden werden können, kann man auch einfachere Profile mehrfach: zusammensetzen; ihre Berührungsflächen müssen, nur solche Gestalt haben, dafs sie sich beim Winden fest in einander fügen. So kann man Säulen und rohrförmige Körper durch Winden einzelner oder mehrerer passend geformter Stäbe aus gleichem oder verschiedenem Metall herstellen.

Werden am Umfang eines Rohres etwa spiralige Flantschen gebildet, so können diese auch durch Löthen, Schweifsen, Vernieten oder Verschrauben verbunden werden, wie Fig. 16 zeigt. Hierdurch kann die Druckfestigkeit der Säulen ebenfalls wesentlich gesteigert werden.

Endlich lassen sich kegelförmige Hohlstäbe oder auch solche mit wechselndem Durchmesser auf folgende Weise erzeugen. :

Keilförmig gestaltete, d. i. mit convergirenden Längskanten versehene Walzstäbe werden als Vorproduct benutzt, deren Ausbauchung, Convexität in der Mitte mit der Breite des Streifens abnimmt (Fig. 17) oder Walzstäbe von gleicher Breite, aber mit veränderter Dicke (z. B. Fig. 18 I und II). Beim Winden derselben wird der schwächere Querschnitt leichter gestreckt als der stärkere. Es wird infolge dessen ersterer eine ' Verringerung des Säulendurchmessers bewirken. Querschnitt Fig. 17 I.giebt das Profil für den gröfsten Kegeldurchmesser bezw. Fig. 18 II; Querschnitt Fig. 17 III bezw. Fig. 18 I den für den kleinsten Durchmesser der zu bildenden konischen Säule. Beim Winden eines Querschnittes von sx solcher Form findet eine Streckung in diese Form _^-v_

statt, die, allmälig beginnend, immer stärker wird. Ist nun ein Theil des Stabes schon vor dem Winden gestreckt, (Fig. 17 II und III), so wird sich dieser bis zum Schlufs des Windens immer im gleichen vorhandenen Verhältnifs (Fig. 17 I) weiter strecken; da nun bandartige Querschnitte engere Röhren geben als solche, die dem Winden gröfseren Widerstand entgegensetzen, so mufs eine Säule von kegelartiger Form entstehen. Läfst man in ein und demselben Stab den Querschnitt wechseln zwischen I und III, so entsteht eine Säule von ab- und zunehmender Dicke. Je nachdem man den Querschnitt ändert, lassen sich verschieden geformte Säulen erzeugen; die Aenderung kann in der Form, Gestalt oder in der Metallstärke vorgenommen werden. Beim Walzen der Stäbe müssen die Uebergänge vom Querschnitt I in den III natürlich allmälig erfolgen, was aber an sich keine Schwierigkeiten bildet; es sind nur die Walzen entsprechend zu kalibriren.

Ist das Vorproduct winkelförmig, so ergiebt ein kleiner Winkel (Fig. 14) den dicken Theil der Säule, ein stumpfwinklig gewalztes Profil (Fig. 15) den Theil der konischen Säule mit dem kleinen Durchmesser.

Mit dem bekannten schraubenförmigen Verdrehen von Walzstäben um ihre eigene Achse hat das vorliegende Verfahren nichts gemein, da ja durch das einfache »Verdrehen« keine hohlen Säulen erzeugt werden können, noch weniger aber solche mit Verzierungen am Umfang oder schraubenförmig um dieselben herumlaufenden glatten, karnisartigen oder halbkreisartigen Erhöhungen nach Fig. 6 und 7..

Die Fig. 20 bis 25 III geben einzelne Beispiele von Hohlsäulen, die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt sind, und zwar Fig. 20 bis 22 aus einem "ur-förmigen Querschnitt des Vorproductes; Fig. 13 hat winkelförmigen Querschnitt mit an einem Schenkel aufsen aufgewalzten Verzierungen. Die Hohlsäule Fig. 24 ist gebildet aus drei zusammen passenden, in einander gewalzten, im wesentlichen winklig T-förmigen Profilen nach Fig. 8; man erkennt, dafs hierdurch schon ziemlich reich verzierte Säulen sich bilden lassen.

Wie schon oben angedeutet, lassen sich nach dem vorliegenden Verfahren aber auch massive Säulen aus Walzeisen mit allseitig verzierten und spiralförmigen Gebilden herstellen.

Man windet derartige Profile um eine angenommene Achse, die aber nicht mit der eigenen Achse des Profils zusammenfallen darf; es darf also nicht das bekannte »Verdrehen« sein.

Der Vorgang sei an einem einfachen Profile erläutert. Ein nach dem Profil Fig. 25 III vorgewalzter Stab wird nicht um die Achse a des cylindrischen Hauptkörpers gewunden, sondern um eine beliebig viel oder wenig seitlich von a nach b verlegte Wickelachse, so dafs der Hauptkörper für sich allein als eine spiralig oder schraubenartig gewickelte oder gewundene .Stange erscheint (Fig. 25) mit darauf gewickeltem Zierband.

Die Ausladung a-b kann grofs oder klein sein, je nach dem Vorproduct bezw. nach der Massenvertheilung in demselben. Je weiter die wirkliche Achse von der Wickelachse entfernt ist, um so gröfser wird der totale Durchmesser der massiven, gewickelten schraubenartigen Säule. Statt Massenanhäufung kann auch Massenentnahme die Lage der Windeachse seitlich verlegen, wie z. B. bei den Profilen Fig. 26 und 27.

Symmetrische Querschnittsformen lassen den Kern gerade und die um denselben vertheilten Anhänge und Vorsprünge erscheinen als um ihn gewickelte Zierstäbe.

- Es lassen sich auf diese Weise durch geeignete Wahl der Querschnitte des Vorproductes Säulen mannigfaltigster Art winden und herstellen durchweg in Formen, wie sie bisher aus Walzmetall nicht möglich und selbst manche in Gufs nur sehr schwer auszuführen waren, wie z. B. die Säulen nach Fig. 6 und 7.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Ein Verfahren zur Herstellung gewundener Voll- oder Hohlkörper mit gleich bleibendem oder wechselndem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, dafs ein profilirter Metallstab, dessen Querschnitt nur nach einer oder keiner Achse symmetrisch ist, und welcher auf der Oberfläche glatt oder verziert sein kann, schraubenförmig gewunden wird.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ' gekennzeichnet, dafs mehrere der unter 1. genannten Profilstäbe, eventuell unter Mitbenutzung symmetrischer Stäbe aus gleichen oder verschiedenen Metallen zu einem im Querschnitt hohlen oder vollen Bündel zusammengelegt und dieses schraubenförmig gewunden wird.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs behufs Herstellung im Querschnitt wechselnder Körper Stäbe mit wechselnder Stärke oder mit wechselnder Form verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.