Stacheldraht: Geschichte, Konstruktion und moderne Verwendung

Hintergrund

Stacheldraht ist ein Zaunmaterial, bestehend aus einem Metalldrahtseil mit regelmäßig angeordneten scharfen Vorsprüngen. Das Seil besteht meist aus zwei Drähten, die umeinander gewunden sind, um Festigkeit zu erhöhen und Temperaturdehnung ohne Bruch zu erlauben. Die scharfen Spitzen, Stacheln genannt, bestehen meist aus kurzen Drahtstücken, die um einen oder beide Seildrähte gewunden sind.

Zäune verschiedenster Art werden seit den frühesten Tagen der Landwirtschaft vor 10.000 Jahren genutzt. Zäune wurden aus Holz, Erde, Stein und lebenden Pflanzen gebaut (Hecken in Europa, Kakteen in Lateinamerika). Metall wurde erst im 19. Jahrhundert für Zäune genutzt, als Stahldraht verfügbar wurde.

Kurze Drahtstücke wurden bereits vor mindestens 5.000 Jahren durch Hämmern formbarer Metalle wie Gold hergestellt. Um das Jahr 1000 wurden längere Drähte durch Ziehen weicher Metallstäbe, wie Legierungen von Blei und Zinn, durch eine Matrize aus härterem Metall wie Eisen gefertigt. In moderner Zeit wurde bis Mitte des 19. Jahrhunderts die meiste Draht aus Schmiedeeisen hergestellt. 1870 ermöglichten Verbesserungen in der Stahlherstellung erstmals die Produktion großer Mengen Stahldraht.

Stahldraht wurde erstmals beim Siedeln des amerikanischen Westens in Gebieten mit Holzknappheit für Zäune genutzt. Frühe Drahtzäune bestanden aus Einzeldrähten, die bei Kälte oder durch umherstreifendes Vieh leicht brachen. 1860 patentierte der Franzose Leonce Eugene Grassin-Baledans die Verwendung verdrillter Blechstränge mit vorspringenden Punkten als „Zaunschutz“. Ein ähnliches Verfahren wurde 1867 in den USA von Alphonso Dabb patentiert. Im selben Jahr erhielten Lucien Smith und William Hunt Patente für eindrähtigen Stacheldraht. 1868 erfand Michael Kelly den ersten zweidrähtigen Stacheldraht, aber der erste kommerziell erfolgreiche Stacheldraht wurde 1874 von Joseph Farwell Glidden aus DeKalb, Illinois, patentiert. Im selben Jahr reichten Jacob Haish und Leonard Ellwood, beide ebenfalls aus DeKalb, ähnliche Patente ein. Nach zwanzig Jahren Rechtsstreit entschied der US Supreme Court zugunsten Gliddens, der oft als „Erfinder“ des Stacheldrahts gilt.

Die Nutzung von Stacheldraht nahm in den 1870ern und 1880ern enorm zu, mit unglücklichen Nebenwirkungen. In den strengen Wintern 1885–1886 und 1886–1887 erfroren tausende Rinder, da sie nicht durch Stacheldraht-„Driftzäune“ brechen konnten, die sie davon abhalten sollten, zu weit nach Süden zu ziehen. Konflikte zwischen Ranchern, die unfreie Weiden wollten, und Farmern, die eingezäunte Ackerflächen wollten, eskalierten zu Zaunschneiden, Landraub und gewaltsamen Range Wars. Schließlich legte sich der Konflikt, als klar wurde, dass Stacheldraht notwendig wurde, als Menschen und Rinder zunahmen.

Stacheldraht wurde während des Burenkriegs für militärische Zwecke adaptiert und im Ersten Weltkrieg in enormen Mengen eingesetzt. Obwohl Stacheldraht oft für Sicherheit genutzt wird, entfallen 90 % der Nutzung auf Landwirtschaft. Viele Menschen sammeln antiken Stacheldraht, seltene Exemplare erzielen hunderte Dollar. Hunderte Sammler besuchen das jährliche Stacheldraht-Festival in La Crosse, Kansas, Heimat des Stacheldraht-Museums.

Rohstoffe

Stacheldraht besteht meist aus Stahl, einer Legierung aus Eisen und geringem Kohlenstoffanteil. Zur Stahlherstellung werden Eisenerz, Koks (kohlenstoffreiches Material durch Erhitzen von Kohle bei hoher Temperatur ohne Luft) und Kalkstein benötigt. Zum Rostschutz wird der Stahldraht meist mit Zink beschichtet. Manchmal wird Stahl mit Aluminium beschichtet, gelegentlich ist der Stacheldraht selbst aus Aluminium.

Herstellungsprozess

Stahlbarren herstellen

• 1 Eisenerz, Koks und Kalkstein werden in einem Hochofen durch heiße Druckluft erhitzt. Der Koks erzeugt Wärme (zum Schmelzen des Eisenerzes) und Kohlenmonoxid (das mit Eisenoxiden im Erz reagiert und Eisen freisetzt). Der Kalkstein reagiert mit Verunreinigungen im Eisenerz wie Schwefel zu Schlacke, die entfernt wird. Das Endprodukt des Hochofens ist Roheisen, das mindestens 90 % Eisen, 3–5 % Kohlenstoff und diverse Verunreinigungen enthält.
• 2 Um Roheisen in Stahl umzuwandeln, müssen Verunreinigungen und der größte Teil des Kohlenstoffs entfernt werden. (Eisen ohne Kohlenstoff ist viel schwächer als Stahl, aber Eisen mit zu viel Kohlenstoff ist spröde.) Verschiedene Methoden existieren zur Reinigung von Roheisen, die häufigste ist der Basissauerstoffstahl-Prozess (BOS). Dabei wird Sauerstoff unter hohem Druck in flüssiges Roheisen geblasen. Kohlenstoff entweicht als Kohlenmonoxid, Verunreinigungen als Schlacke. Der verbleibende flüssige Stahl wird in Formen gegossen und zu Barren von mehreren tausend Pfund Gewicht abgekühlt.

Eine Werbebroschüre von ca. 1800 vermeldet, dass 100.000 Meilen Stacheldrahtzaun im Vorjahr installiert wurden, (aus den Sammlungen des Henry Ford Museum & Greenfield Village.)

Eine scheinbar einfache Erfindung, der Stacheldraht hat eine interessante Geschichte. Vor seiner Einführung verließen sich frühe amerikanische Farmer auf europäische Traditionen, um für verschiedene Landwirtschaftsarten angemessene Einfriedungen zu schaffen. Sie probierten Gemeindefelder ohne Einfriedungen, „d&ad“ Zäune aus Stein oder Holz, „lebende“ Heckenpflanzenzäune oder einfache Drahtzäune. Schließlich wurden sie durch Stacheldraht ersetzt, der erschwinglich, relativ einfach zu installieren und zu warten war, keine knappen lokalen Ressourcen wie Holz monopolisierte und sich als hochwirksam zur Viehkontrolle erwies.

Stacheldraht war unmittelbare Ursache und zentrale Waffe in den berüchtigten „Rogue Wars“ zwischen Viehzüchtern und Farmern. Stacheldraht stand auch im Mittelpunkt der Kontroverse, als verschiedene Erfinder und Hersteller um Patentrechte und Lizenzen kämpften und letztlich die Stacheldraht-Hersteller-Union gründeten, um Preise festzulegen. Farmer warfen Herstellern Preisabsprachen und monopolistische Praktiken vor und verbündeten sich gegen die Hersteller.

Stacheldrahtfabriken brachten auch Industrie ins ländliche Amerika. DeKalb, Illinois, war ein schläfriges Farmdorf sechzig Meilen westlich von Chicago, bis lokale Erfinder-Unternehmer wie Joseph Glidden und Jacob Haish in den 1870ern stark in die Stacheldrahtproduktion eintraten. Fabriken mit neuen Industriearbeitsplätzen veränderten die wirtschaftliche Basis und Demografie der Stadt, während erweiterte Bahnanlagen sie Chicago näher brachten. Die Hinzufügung einer Normal School und eines Lehrercolleges in den 1890ern bestätigte die Transformation, und DeKalb, auch bekannt als „Barb City“, begann das 20. Jahrhundert als virtuelle Außenposten der Großstadt.

William S. Pretzer

Stahlbrammen herstellen

• 3 Eine Bramme ist ein Stahlstab mit quadratischem Querschnitt, dessen Abmessungen meist unter ca. 6 Zoll (15 cm) mal 6 Zoll (15 cm) liegen. (Sind die Abmessungen größer, heißt der Stab Blume; ist der Querschnitt rechteckig statt quadratisch, heißt er Platte.) Ein Stahlbarren wird erhitzt, bis er ca. 2192 °F (1200 °C) erreicht, dann hin- und her zwischen gerillten Walzen gewalzt, bis er die richtige Größe erreicht hat. Riesenscheren schneiden die Bramme auf die gewünschte Länge; dann kühlt sie ab. Es ist auch möglich, Bramme direkt aus flüssigem Stahl zu formen, indem man ihn durch eine wassergekühlte Kupferkokille gießt, formt und dann mit Wasser besprüht, um ihn zu verfestigen.

Drahtziehen

• 4 Die Stahlbramme wird erneut erhitzt und gewalzt, bis sie zu einem runden Stab von 0,2 Zoll (5,6 mm) Durchmesser geformt ist, bekannt als Drahtstab. Der Drahtstab wird zu einer Spule gewalzt, die bis zu 3.969 Pfund (1.800 kg) wiegt und zum Drahthersteller versandt wird.
• 5 Zunder, eine Oberflächenbeschichtung aus Eisenoxid, die sich auf Stahl beim Erhitzen bildet, muss vom Drahtstab entfernt werden. Dies geschieht durch Einweichen in heißer, verdünnter Säure (Schwefelsäure bei 180 °F [82 °C] oder Salzsäure bei 140 °F [60 °C]) und Spülen mit Wasser, ein Prozess namens Beizen. Zunder kann auch durch Hin- und Herbiegen des Drahtstabs zwischen einer Reihe von Rädern abgebrochen oder durch schnelle Partikel aus Sand, Aluminiumoxid oder Gusseisenschrot abgestrahlt werden.
• 6 Der saubere Drahtstab wird mit Kalk, Borax oder Phosphat beschichtet. Diese Beschichtung verhindert Rost, neutralisiert eventuelle Säurereste und hilft Schmierstoffen, am Drahtstab zu haften, wenn er zu Draht gezogen wird.
• 7 Ein Ende des beschichteten Drahtstabs wird zugespitzt. Dieses Ende wird wie ein Faden durch ein Nadelöhr in eine Matrize geführt, die aus einem sehr harten zentralen Dorn aus Wolframcarbid besteht, umgeben von einem Stahlhalter. Der Drahtstab wird mit Öl oder Seife geschmiert und durch die Matrize gezogen, um seinen Durchmesser zu verringern. Dieser Prozess heißt Ziehen. Eine Reihe von Matrizen wird verwendet, um den Drahtstab von seiner ursprünglichen Größe auf die gewünschte Drahtgröße zu reduzieren. Für Stacheldraht beträgt der Durchmesser typischerweise 0,097 Zoll (2,5 mm). Meist werden etwa sechs oder sieben Matrizen benötigt, um diese Größe zu erreichen.
• 8 Das Ziehen macht den Draht hart und steif. Um ihn biegsam zu machen, wird er erhitzt, ein Prozess namens Glühen. Draht kann durch Erhitzen in einem Bad aus geschmolzenem Salz, einem Bad aus geschmolzenem Blei oder in einem Ofen mit Stickstoff geglüht werden. Alle diese Methoden verhindern Zunderbildung, indem sie den Stahl vor Sauerstoff schützen.

Stacheldraht herstellen

• 9 Draht, der zu Stacheldraht verarbeitet werden soll, wird meist verzinkt (mit Zink beschichtet), um Korrosionsschutz zu bieten. Der Draht muss perfekt sauber und trocken sein, um ordnungsgemäß verzinkt zu werden. Zuerst wird er in einem Bad aus heißer, verdünnter Salzsäure gereinigt, dann mit heißem Wasser gespült. Er durchläuft dann eine Lösung aus heißem Zinkchlorid oder Ammoniumchlorid, um Rostbildung während des Trocknens zu verhindern. Nach dem Trocknen durchläuft der Draht ein Bad aus geschmolzenem Zink. Überschüssiges Zink wird abgewischt, und der beschichtete Draht kühlt ab. (Manchmal wird der Draht stattdessen ähnlich mit Aluminium beschichtet.) Draht kann auch durch Elektroverzinken mit Zink beschichtet werden. Der Draht erhält eine negative elektrische Ladung und wird durch eine Lösung aus Zinksulfat oder einem anderen Zinksalz geführt. Die positiven Zinkionen werden vom negativen Draht angezogen und bilden eine Beschichtung.
• 10 Eine einzelne vollautomatische Maschine führt alle Schritte aus, um verzinkten Draht in Stacheldraht zu verwandeln. Zwei Drähte werden in die Maschine eingespeist und umeinander verdrillt, um das Seil zu bilden. Ein weiterer Draht wird von der Seite eingespeist und um einen oder beide Seildrähte gewunden. Dieser Draht wird an beiden Seiten angeschrägt geschnitten, um einen zweispitzigen Stachel zu bilden. Zwei Drähte werden gemeinsam verdrillt und geschnitten, wenn vierzackige Stacheln benötigt werden. Der Stacheldraht wird um eine festgelegte Strecke (meist 4 oder 5 Zoll [10 oder 13 cm]) gezogen, und der Vorgang wird wiederholt, um die Stacheln gleichmäßig zu verteilen. Der Stacheldraht wird auf Spulen gewickelt und in 1.319-Fuß- (402 m) Längen geschnitten. Diese Spulen werden dann auf LKW verladen und zum Kunden versandt.

Qualitätskontrolle

Standards für Stacheldraht wurden von der American Society for Testing and Materials festgelegt. Hersteller nutzen die in diesen Standards beschriebenen Tests, um ihren Kunden zu garantieren, dass sie ein Qualitätsprodukt erwerben.

Eine Spule von jeder 50 wird für Tests und Inspektion ausgewählt. Zunächst werden Abmessungen auf Genauigkeit gemessen. Der Durchmesser der Seildrähte und Stacheln darf nicht mehr als 0,5 Zoll (0,13 mm) variieren. Die Stacheln müssen mindestens 0,37 Zoll (9,5 mm) vom Seilmittelpunkt abstehen. Mindestens 93,5 % der Abstände zwischen den Stacheln müssen innerhalb von 0,74 Zoll (19 mm) der gewünschten Länge liegen. (100 % Genauigkeit bei Stachelabstand ist durch kleine Bewegungen der Stacheln beim Handling unmöglich.) Ein 25-Fuß- (7,6 m) Stacheldrahtsample muss mindestens 69 Stacheln enthalten, wenn sie 4 Zoll (10 cm) Abstand haben, und mindestens 55 Stacheln bei 5 Zoll (13 cm) Abstand. Der Draht auf der Spule muss mindestens 1.319 Fuß (402 m) lang sein.

Ein Zugversuch wird an einem 4-Fuß- (1,2 m) Stacheldrahtsample durchgeführt. Das Sample wird mit gemessener Kraft gezogen, bis es bricht. Es muss einer Kraft von mindestens 4.230 Newton standhalten.

Für verzinkten Stacheldraht wird ein weiteres 4-Fuß-Sample auf Zinkbeschichtung getestet. Das Sample wird gewogen, dann das Zink mit Salzsäure entfernt. Durch erneutes Wiegen und Feststellen des Gewichtsunterschieds lässt sich die Zinkbeschichtungsmenge bestimmen. Ein ähnliches Verfahren misst die Zinkbeschichtung auf den Stacheln. Das erforderliche Mindestgewicht variiert mit dem Seildrahtdurchmesser. Für den gängigsten Durchmesser (0,097 Zoll oder 2,5 mm) muss jeder Seildraht und jeder Stachel mit mindestens 3,2 Unzen (90 g) Zink pro Quadratmeter (11 sq ft) für Klasse 1 oder mindestens 8,6 Unzen (245 g) pro Quadratmeter (11 sq ft) für Klasse 3 beschichtet sein. Standard Grade Stacheldraht hat Klasse 1 oder Klasse 3 Beschichtung auf den Seildrähten und Klasse 1 auf den Stacheln. Chain Link Fence Grade Stacheldraht muss Klasse 3 Beschichtung auf Seildrähten und Stacheln haben.

Zukunft

Obwohl der klassische Stacheldrahtzaun noch häufig auf Farmen genutzt wird, wird er langsam durch fortschrittlichere Produkte ersetzt, wie Geflechtszäune (ähnlich Hühnerdraht, mit sich kreuzenden horizontalen und vertikalen Drähten) und Elektrozäune. Für militärische und Sicherheitszwecke könnte Stacheldraht durch die jüngste Entwicklung von Stacheldrahtband obsolet werden – ein flacher, dünner Metallstreifen, der geschnitten wird, um Cluster scharfer Spitzen zu erzeugen. Vielleicht existiert Stacheldraht eines Tages nur noch in Museen und Privatsammlungen.