Ledertreibriemen und Riementriebe. Von Regierungsbaumeister P. Stephan in Dortmund. (Fortsetzung von S. 292 d. Bd.) STEPHAN: Ledertreibriemen und Riementriebe. Bei einem anderen Verfahren werden die Häute erst nach dem Trocknen mit einem warmen Aufguß des Fettes bestrichen, das vom Leder begierig eingesaugt wird. Neuerdings verwendet man hierfür vielfach ein Tauchverfahren. Die aus dem heißen Trockenraum kommenden Häute werden sofort in ein warmes Paraffin- oder auch Stearinbad getaucht und schon nach einigen Sekunden wieder herausgenommen. Die so behandelten Häute unterscheiden sich von den anderen durch eine besonders helle Farbe der Narbenseite. Das gewöhnliche Gerbverfahren liefert ein ziemlich dickes Leder von 5 bis 9 mm Stärke. Wird die Säure des Bades, die bei der reinen Eichenlohegerbung schon wesentlich geringer ist als bei der Extraktgerbung, noch weiter herabgesetzt, so quillt das Leder nicht mehr so stark auf und auch die Aufnahme von Gerbstoff geht zurück. Ein derartiges Material von nur 3,5 bis 5 mm Dicke ist zuerst von Gehrckens in größerem Umfange verwendet Worden. Um die Stärke nach Möglichkeit herabzudrücken, wird dieses Leder häufig noch gewalzt, so daß es eine vollkommen glatte Narbenfläche zeigt. Abb. 5 stellt eine hierfür benutzte Karrenwalze dar: Der von der Transmission aus mittels einer Schraubenspindel hin- und herbewegte Karren legt sich mit seinen oberen Laufrädern von unten gegen die aus starken ∪-Eisen gebildete Traverse und glättet mit seiner Laufwalze von 0,5 bis 0,6 m ⌀ die Narbenseite der auf dem Tisch liegenden Haut, die unter dem von Hand beliebig einstellbaren Preßdruck komprimiert wird. Textabbildung Bd. 328, S. 307 Abb. 5. Die Umschaltung des Karrens erfolgt selbsttätig dadurch, daß er gegen die Anschläge des Treibriemenumrückers stößt. Die Maschine bearbeitet täglich etwa 60 Häute und braucht zum Antrieb 3 bis 5 PS. Ein wesentlich anderes Produkt liefert das Gerben mit Chromsalzen, für das sich nur das beste Rohmaterial eignet, da weiches Leder ein direkt lappiges Fabrikat ergeben würde. Die zur Chromgerbung bestimmten Häute werden zur Enthaarung in eine Schwefelnatriumlösung gehängt, im übrigen ist die Vorbehandlung dieselbe wie bei der Lohgerbung. Gewöhnlich benutzt man jetzt bei der Chromgerbung das Zweibadverfahren; Die Häute werden zuerst in eine Lösung von Kaliumbichromat (KaCO2) gebracht, der zur Freimachung eines Teiles der Chromsäure etwa Salz- oder Schwefelsäure beigemischt wird. Hierauf lagern sie einen Tag an der Luft und kommen dann in eine mit Salzsäure versetzte Lösung von Natriumthiosulfat, in der die Reduktion der Chromsäure zu einer Chromoxydverbindung stattfindet, die sich auf der Hautfaser niederschlägt und dadurch konservierend wirkt. Der ganze Prozeß dauert nur 2½ bis 3 Tage, braucht also nicht mehr Zeit als die Faßgerbung mit Gerbstoffextrakten, ohne daß die Fasern hierbei schädigend beeinflußt werden, vielmehr ist ihre Festigkeit ungefähr doppelt so hoch wie die des gewöhnlichen lohgegerbten Leders. Bemerkt sei noch, daß die Fleischseite des Chromleders verhältnismäßig rauh – wollig – bleibt. Im Gegensatz zu der bekannten hell- oder dunkelbraunen Farbe des gewöhnlichen Leders ist das Chromleder grünlichgrau. II. Die wichtigsten Eigenschaften des Treibriemenleders. Die Stärke des Leders ist außer von der Rasse des Tieres von seinem Alter und dem Ernährungszustand abhängig (vergl. oben). Gut genährtes Rindvieh hat auch eine dickere Haut, die ein entsprechend stärkeres Leder liefert. Es ist so in lohgarem Leder jede Stärke zwischen 4 bis 9 mm lieferbar; auch Häute von 10 mm Stärke finden sich oft genug. Das Geschlecht des Tieres spielt insofern eine gewisse Rolle, als Kuhhäute ein feineres Fasergewebe haben als Ochsenhäute, die zwar stärker sind, aber ein gröberes und loseres Gewebe aufweisen. Auf die Dicke des Endproduktes hat auch die Art der Gerbung einen gewissen Einfluß: sogen. saure Gerbung ergibt ein stärkeres Material als die „süße“ mit verhältnismäßig geringem Säuregehalt der Bäder (vergl. Abschnitt I). Die nach dem Waschen getrocknete fertig gegerbte Haut zeigt fast durchweg einen Wassergehalt von 15 v. H. Der Gehalt an eigentlicher Hautsubstanz weicht je nach der Stelle der Haut ziemlich erheblich voneinander ab, doch ergaben Untersuchungen an verschiedenen Häuten annähernd das gleiche Ergebnis. Die Mittelwerte der bei drei Ochsenhäuten gewonnenen ZahlenJablonski, Mitteilungen des Verbandes der Ledertreibriemen-Fabrikanten Deutschlands, 1911, September. sind in Abb. 6, die die Hälfte der Haut darstellt, an erster Stelle eingetragen, darunter stehen dieselben Werte in Prozenten der in der Mitte des Rückens gemessenen Zahl. Im Halsstück, wo sich am lebenden Tier zahlreiche parallele Falten finden, sind entsprechende parallele Streifen festgestellt worden, in denen der Gehalt an Hautsubstanz zwischen 47 und 32 v. H. schwankt, so daß dieser Hals- und Schulterteil nicht mit zu Treibriemen verarbeitet werden kann. Ebenso liefern die seitlichen Bauchteile der Haut recht geringe und ziemlich stark schwankende Anteile und müssen deshalb ebenfalls abgetrennt werden, was gewöhnlich schon während des Gerbprozesses geschieht. Da demnach nur der mittlere Teil der Haut zu Riemen verarbeitet werden kann, so beziehen die Fabriken nur diesen Teil in rechteckig zugeschnittenen Tafeln, den sogen. Riemencroupons, die nur an der Schwanzseite der Haut unbeschnitten sind. Ihre Breite schwankt zwischen 1,0 bis 1,2 m bei etwa 1,1 bis 1,3 m Länge. Der Rest der Haut wird als Sohlleder verwendet. Textabbildung Bd. 328, S. 308 Abb. 6. Auch die Stärke des Leders im Croupon ist verschieden, trotzdem natürlich bei der Zustellung darauf gesehen wird, sie möglichst gleichmäßig zu gestalten. Die Rückenbahn ist am dünnsten, nach den Seiten zu wächst die Dicke gewöhnlich und die Angaben der Lederstärke haben immer nur als Mittelwerte Geltung. Die Abb. 6 enthält an dritter Stelle das Einheitsgewicht des Leders in Prozenten des in der Mitte des Rückens gemessenen Betrages von 0,94 g/ccm. Die Werte zeigen im allgemeinen eine gute Uebereinstimmung mit den darüberstehenden des Gehaltes an Hautsubstanz. Man kann also bei einem Riemen auch nur einen Mittelwert des Einheitsgewichtes angeben. Er ist zum guten Teil von der Art der Gerbung abhängig, außerdem liefern dicke Ochsenhäute immer ein spezifisch leichteres Material (vergl. oben). Je geringer der Gerbstoffgehalt und die Säure der ersten Sätze ist, desto geschmeidiger, nachgiebiger und leichter wird das Leder. Das in den ersten Sätzen mit Extraktgerbstoffen behandelte Material hat demnach das größte Einheitsgewicht, nach Feststellungen des Verfassers zwischen 0,99 bis 1,05 g/ccm bei Stärken von 4 bis 6½ mm; bei ganz starken Häuten über 7 mm beträgt es nur noch 0,86 g/ccm. Mit reiner Eichenlohe behandeltes Leder ist leichter: 0,92 bis 0,95 g/ccm bei Stärken bis zu 6½ mm, darüber hinaus ist f = 0,85 g/ccm. Die Zahlen gelten für Leder, das nach den alten Fettungsmethoden behandelt ist; das Tauchverfahren verringert y um etwa 0,05. Vorausgesetzt ist ferner das durch die gewöhnliche Gerbung erzielte dicke Leder. Die ganz süße Gerbung liefert mit der Fettung nach dem Tauchverfahren ein Material von γ = 0,90 – 0,82 g/ccm, je nach der Stärke und Behandlung des Leders. Ein stark gestrecktes Leder (vergl. Abschnitt III) ist im allgemeinen um 2 bis 5 Hundertstel schwerer als nur wenig vorgestrecktes. Die Ledersubstanz ist nun nicht über die ganze Lederstärke gleichmäßig verteilt. Um das zu untersuchen, wurde ein mit Extrakten angegerbtes Riemenstück von 5,4 mm Stärke und dem Einheitsgewicht 0,99 g/ccm in sechs Lagen nach Abb. 7 zerlegt. Es ergaben sich dann die in Prozenten des am ganzen Leder gemessenen Wertes eingetragenen Einheitsgewichte der einzelnen Schichten. Man erkennt, daß die äußeren Schichten der Haut wesentlich mehr Gerbstoff und Fett aufgenommen haben als die inneren. Bei „süß“ gegerbtem und nach dem Tauchverfahren gefettetem Leder zeigen sich nicht so erhebliche Unterschiede wie bei dem „sauer“ gegerbten gewöhnlichen Material. Textabbildung Bd. 328, S. 309 Abb. 7. Textabbildung Bd. 328, S. 309 Abb. 8. Ueber die Festigkeit und Elastizität des Treibriemenleders liegen maßgebliche Mitteilungen nur in geringem Umfange vor. Gewöhnlich wird gesagt, daß gutes Riemenleder eine Zerreißfestigkeit von 350 kg/qcm besitzt. Dieses Ergebnis wird aber nur bei ganz schnellem Zerreißen eines kurzen Probestückes gewonnen. Nun ist jedoch seit langer Zeit bekannt, daß gerade Leder eine sehr bedeutende, von der Dauer der Einwirkung abhängige elastische Nachwirkung zeigt, indem ein unter einer bestimmten Gewichtsbelastung aufgehängter Lederstreifen sich noch stunden-, ja selbst tagelang nachdehnt. Man ist so zu dem in der Form jedenfalls unrichtigen Satz geführt worden, daß Leder eine verhältnismäßig lange Zeit braucht, um eine bestimmte elastische Formänderung bis zu Ende auszuführen. Aus den Versuchen von Stribeck an erwärmten Metallen ist ferner bekannt, daß bei stark dehnbaren Materialien nur durch hinreichend langsame Ausführung des Zerreißversuches ein richtiger, wesentlich niedrigerer Wert der Zerreißfestigkeit erhalten werden kann und überhaupt erst ein brauchbarer Wert der Dehnung. Verfasser dachte deshalb eine Reihe von Versuchen mit gewöhnlich sechs bis achtstündiger Dauer auf einer nach dem Briefwagentypus gebauten Zerreißmaschine, bei der ein konstantes Gewicht eine mit seinem Ausschlag steigende Belastung liefert, während die Dehnung durch Anziehen der die untere Klemmbacke tragenden Schraubenspindel eingestellt wird (Abb. 8). Es zeigte sich dabei, daß sofort die endgültige Ausdehnung erzielt wird, der eine bestimmte Laststellung des Gewichtes entspricht, daß aber bei genau gleichbleibender Länge die zur Erhaltung dieser Länge erforderliche Kraft mit der Zeit kleiner wird, so daß das Belastungsgewicht der Maschine entsprechend zurücksinkt. Je nach der Höhe der Beanspruchung des Materials nähert sich das Gewicht der Ruhelage in etwa 20 Minuten bis einer Stunde. Ein Beispiel einer solchen Aufnahme zeigt die Abb. 9. Es erhellt daraus, daß mit der Ausbildung einer bleibenden Dehnung – bei nur kurzer Belastungsdauer geht die Dehnung innerhalb ziemlich weiter Belastungsgrenzen nahezu gänzlich wieder zurück – einige einzelne, dadurch in bestimmter Weise gestreckte Fasern einen Teil der Kraft allein aufnehmen, daß aber die elastische Dehnung sofort in vollem Umfange eintritt, was auch früher schon von Skutsch bei Schwingungsversuchen festgestellt worden istRudolf Skutsch, Ueber den Einfluß der elastischen Nachwirkung auf die Leistungsfähigkeit der Riementriebe, Dortmund 1910, ferner Fieber, Z. d. V. d. I. 1911, S. 2035.. Textabbildung Bd. 328, S. 309 Abb. 9. Einer bestimmten Dehnung scheint also eine beliebige Spannung zwischen den beiden Grenzlinien der Abb. 9 zu entsprechen. Zur Nachprüfung wurde deshalb ein Riemenstück aus bestem Spezialleder zwischen 90 und 120 kg/qcm in der Minute je zweimal be- und entlastet und das 34 mal hintereinander, um so die Verhältnisse beim Spannungswechsel eines langsam laufenden, mit geringer Nutzbelastung arbeitenden Riemens einigermaßen nachzuahmen. Es ergab sich, daß am Schluß des verhältnismäßig kurzen Versuchs nur noch ein ganz geringes Nachlassen der Spannung stattfand. Demzufolge ist die untere Dehnungslinie die für die dauernde Beanspruchung des Materials allein maßgebliche. Die Versuche ergaben mit sehr großer Uebereinstimmung trotz verschiedener Herkunft des Leders als Zerreißfestigkeit des mit Extrakt angegerbten Materials 170 kg/qcm bei Stärken von 4 bis 8,4 mm und als Bruchdehnung des nicht vorgestreckten Materials bei 4 mm Stärke 20,8 v. H., bei 6,25 mm Stärke 23,9 v. H. und bei 8,4 mm 29,0 v. H. Mit reiner Eichenlohe gegerbtes Leder besitzt die Zerreißfestigkeit 210 kg/qcm bei einer Dehnung von 19 bis 20 v. H. in ungerecktem Zustande. Beide Lederarten zeigen bei etwa drei Viertel der Zerreißfestigkeit einen geringen Knick in der Dehnungslinie; bei dieser Beanspruchung wird ferner ein leises Knistern hörbar, das sich mit steigender Beanspruchung verstärkt, so daß diese Stelle wohl als Streckgrenze des Treibriemenleders bezeichnet werden kann. Die Mitteilung der Dehnungskurven kann unterbleiben, da das ungestreckte Leder von vornherein eine ziemlich bedeutende bleibende Dehnung aufweist, die bei größerer Belastung, etwa in der Nähe der Streckgrenze, bis ½ der gesamten Dehnung betragen kann, so daß es für die praktische Benutzung erst gründlich vorgestreckt werden muß (vergl. Abschnitt III). Die Vorstreckung in nassem Zustande verringert die Bruchdehnung auf das 0,82-fache des ursprünglichen Wertes, ohne die Festigkeit zu verändern, und setzt die bleibende Dehnung erheblich herunter (Abb. 9). Ferner wird die Dehnungskurve, wenigstens in dem praktisch benutzten Teil, der geraden Linie genähert, so daß z.B. im Fall der Abb. 9 – eichenlohgares Leder von 6,25 mm Stärke, nur naß vorgestreckt – bis σ ∾ 80 kg/qcm die Dehnungsziffer \alpha=\frac{1}{1650} qcm/kg für die Gesamtdehnung beträgt; für die elastische allein ist \alpha=\frac{1}{2080}. Eine weitere trockene Streckung läßt die bleibende Dehnung erst bei a = 40 bis 50 kg/qcm hervortreten und stellt die ganze Dehnungslinie steiler, so daß für ein zweimal gestrecktes Material gewöhnlicher Art \alpha\,\sim\,\frac{1}{2200} gesetzt werden kann. Die Bruchdehnung sinkt dann bis auf das 0,65-fache der ursprünglichen. Die Kurve der in Abb. 10 aufgetragenen bleibenden Dehnungen ist insofern unsicher, als dem Leder nicht genügend Zeit gelassen wurde, sich wieder völlig zusammenzuziehen, wozu je nach der Vorbelastung etwa ½ bis 2 Stunden gebraucht werden. Aus dem Grunde erscheint an der Rißstelle ein plötzlicher Rückgang der bleibenden Dehnung bis auf den geringsten Wert, und die wahrscheinlichste Form dieser Kurve dürfte die dünn ausgezogene sein. Textabbildung Bd. 328, S. 310 Abb. 10. Die oben gegebenen Zahlen gelten für Leder gewöhnlicher Gerbung. Die sogenannte süße Gerbung, der fast ausschließlich die Fettung nach dem Tauchverfahren folgt, liefert ein wesentlich festeres und auch elastischeres Material, was wohl dadurch zu erklären ist, daß die lange Einwirkung der beim gewöhnlichen Gerbprozeß vorhandenen Säure die Fasern der Haut angreift und spröder macht (vergl. unten). Ein nicht komprimiertes, besonderes starkes Leder der Art – von 6,1 mm – wurde trocken 42 Stunden lang mit allmählich steigender Belastung bis 200 kg/qcm vorgestreckt, die allerdings in den letzten 15 Stunden Ruhe bis auf 160 kg/qcm zurückging, bei 20 v. H. bleibender Dehnung, die sich aber nach 30-stündigem Liegen bis auf 6 v. H. wieder verlor. Die dann in 6 Stunden aufgenommene Dehnungskurve gibt Abb. 10 wieder. Die Zerreißfestigkeit lag bei drei gleichen Probestücken zwischen 295 bis 300 kg/qcm, die Streckgrenze zeigte sich durch Knistern bei 230 kg/qcm = 0,77 Kz an. Im Augenblick des Bruches betrug die Dehnung des nicht vorgestreckten Materials rund 40 v. H. die des gestreckten 18 v. H. (Fortsetzung folgt.)