GERMANY 02作为科学的生产技术

机床要怎样制造、怎样使用,才能切削得又快、又准、又便宜?把这个问题变成在大学研究室里通过测量来验证的学问的,是德国。1904 年,Berlin 的工业大学开设了机床与工厂经营讲座,2 年后 Aachen 也设立了讲座。厂家组建了行业协会 VDW,国家推进标准(DIN)和提高效率的运动(合理化),Krupp 则推出了硬质合金刀具 Widia。本章将 1890 年至 1933 年间,机床制造从“工匠的直觉”转向“研究与标准”的过程,依据《新德意志传记》(NDB)、专利、当时的技术杂志以及大学和研究机构的历史研究逐一核实,并为每项史实注明了出处。

测量、
比较、
定成标准!

吉祥物 Chips

本章是“时代的章”。各类机床结构的演变汇总在机种的章中。Pittler、Loewe 的转塔车床和 Index 的自动车床见第 5 章“德国车床的谱系”,Wanderer 的铣床见第 6 章,磨床见第 7 章,Pfauter 的滚齿机见第 8 章《德国齿轮机床的谱系》,Schiess 的大型机床和 Heller 的钻床见第 9 章,均有详细介绍。前一个时代见第 1 章“萨克森与柏林:德国机床的起步”。

行业协会、专业厂家与高速钢(1890–1903 年)

VDW:厂家携手

1891 年 12 月 7 日,在 Düsseldorf 的大型机床厂家 Ernst Schiess 的倡议下,11 家公司的经营者聚集在 Hannover 的 Hotel Kastens,成立了机床厂家的团体 VDW(Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken=德国机床工业协会)。协会记录中留下的目的是“巩固主要厂家之间的关系”,首任会长由 Schiess 担任,直到 1915 年去世[2][3]。据 NDB 记载,Schiess 作为会长还参与了国家新关税表的制定和通商条约的准备[24]。厂家联合起来与国家沟通,后来又支持研究、运营博览会。相当于日本的日本机床工业会(JMTBA)。

VDW 自己把成立年定为 1891 年,但 NDB 的 Schiess 条目把联合厂家的 VDW 定为 1898 年[24]。可能是组织正式完善的年份不同,但尚未核实。1892 年是整个机械工业的团体 VDMA 成立之年,容易混淆,需要注意[2]。

拥有拿手机种的专业厂家

1890 年代,拥有拿手机种的厂家相继成长。Leipzig 的 Pittler 于 1890 年推出带转塔(依次转位使用刀具的刀架)的机床,1894 年把转塔的孔从 6 个增加到 16 个,1895 年改组为股份公司,成为转塔车床的专业厂家[5][7]。1892 年的 Dingler 杂志把 Pittler 的精密加工用车床介绍为“万能金属加工机”,写道它既可以脚踏驱动,也可以用天轴的皮带驱动[4]。1894 年,Hermann Heller 在 Nürtingen 创业,后来制造螺纹切削机、圆锯机,1908 年起制造摇臂钻床[6]。Chemnitz 的自行车厂家 Wanderer 因为买来的铣床质量不够,1898 年开始自己制造铣床,后来成为铣床大厂[15]。1897 年,Chemnitz 的 Hermann Pfauter 申请了也能切削斜齿轮的滚齿机专利(详见第 8 章)[12][13]。

来自美国的竞争也浮出水面。1898 年,在银行和电气公司 AEG 等的出资下,用美国 Niles Tool Works 技术生产的 Deutsche Niles 在 Berlin 成立。目的是加强国内的机床生产,把美国产品挤出市场[14]。

Loewe 的 Moabit 工厂:超越美国式

1896 年,Berlin 的 Loewe 把兵器部门转给新成立的兵器公司 DWM,成为机床厂家。1896–98 年在 Moabit 新建的工厂中,聘请美国技师引入互换性生产,并采用了电动机成组驱动(用 1 台电动机带动几台机床)、机床的流水作业、短的搬运路线和堪称样板的测量室。1901 年开始许可生产美国 Norton 的外圆磨床,1901–02 年设立了德国第一个企业内部的标准部门[10]。由于工厂也生产钢球和滚珠轴承,Loewe 委托 Richard Stribeck 研究钢球与套圈的强度,这成了滚珠轴承设计的基础[10]。NDB 写道,Loewe 在第一次世界大战前已成为欧洲最大的机床工厂[10]。1897 年进入这家工厂的,就是后来的 Schlesinger。

1900 年:高速钢的冲击

1900 年巴黎世博会上,美国的 Taylor 和 White 演示了高速钢刀具。这种刀具在刀尖发红的速度下仍能持续切削。会场的车床由 40 马力电动机驱动,是一台非常结实的机床[16]。Loewe 把这种刀具带回 Berlin,在车床和钻床上以最大能力进行试验。结果两台机床都在不到 1 个月内就坏了[17]。刀具变好了,机床反而吃不消。1914 年的德国技术辞典总结说,车床的进步是被高速钢带动的:主轴转速的挡数增加了,所有部件都造得更结实[33]。美国高速钢的故事见美国机床档案 第 2 章。

车间里发生了什么变化?高速钢的切削速度比以往的碳素工具钢快好几倍。要切得又快又深,就需要转动主轴的力(马力)、主轴与导轨的刚性,以及排屑的空间。靠天轴细皮带带动的机床力量不够,于是从粗皮带到齿轮式主轴箱,再到每台机床配备电动机,驱动方式本身被一步步重新设计了。

大学研究室与技术杂志(1904–1913 年)

Schlesinger 与 TH Berlin 的讲座

Georg Schlesinger(1874–1949 年)在 TH Berlin 学习机械,1897 年进入 Loewe。1899 年任夹具、工具与量产设备科长,1902 年任设计主管,把自己设计的配合与公差制度引入工厂。他把这一制度写成关于工厂测量与互换零件制造方法的论文,于 1903 年获得博士学位[11]。1904 年 7 月,他成为 TH Berlin 新设立的“机床、工厂设备与工厂经营”讲座的教授。这类讲座在德国是第一个,也是如今 TU Berlin 机床与工厂经营研究所(IWF)的起点[11][18][20]。上任前,他为 Loewe 到美国考察了几周,并把次年列日世博会的机床报告写成了书[18][19]。

厂家的设计主管成为大学教授。这段经历决定了 Schlesinger 研究的性格。研究的目标是在工厂里真正有用。

机床试验场与《Werkstattstechnik》杂志

1907 年,Schlesinger 在大学建立机床试验场(Versuchsfeld für Werkzeugmaschinen)。这是德国第一个。建筑由大学提供,运营费由国家承担,试验用的机床由厂家捐赠或出借[27][28][29]。同在 1907 年,他在 Springer 创办技术杂志《Werkstattstechnik(工厂技术)》,主编约 30 年。目的是连接大学的研究与工厂的现场[11][18][30]。1912 年起与美国行业杂志《Machinery》的出版社合作,约 4 成文章由 Schlesinger 从《Machinery》中选出刊登。1911 年的订户约 2,200[18]。这是每月把美国最新的工厂信息送到德国现场的机制。

试验场实际开动机床进行测量。1912 年发表了皮带驱动车床的试验报告,1921 年发表了单独电动机驱动的牛头刨床的试验报告[32][44]。NDB 评价说,Schlesinger 对刀具钢、钻头、铣刀的研究,使机床的结构转向能承受高速切削硬钢时巨大切削力的方向[11]。

机床讲座1904 年 7 月TH Berlin,德国第一个[11]
机床试验场1907 年德国第一个试验场[27]
Aachen 的讲座1906 年Wallichs,即今天的 WZL[21]

Aachen 的 WZL 与 Taylor 的翻译

1906 年,Aachen 的工业大学也开设了德国第二个机床讲座,曾任钢铁厂机械部门主管的 Adolf Wallichs 出任教授。这一年被视为今天的机床研究所 WZL 的起点[21][22]。Wallichs 接连翻译了美国 Taylor 的著作。1908 年把《金属切削技术》以《Über Dreharbeit und Werkzeugstähle(车削与工具钢)》为名出版,并在前言中写道:由于德国的切削速度单位(m/min 还是 mm/s)不统一,他统一成了 m/min[31][16]。1909 年他还翻译了《工厂管理(Shop Management)》[18]。如今日本的现场写“切削速度 V=每分钟○m”是理所当然的,但研究正是从统一这个单位开始的。Aachen 的 WZL 因大战和通货膨胀,大楼工程推迟,1924 年 6 月在莱茵和鲁尔工业界的捐助下建成[21]。1936–37 年接替 Wallichs 的,是战后领导 WZL 的 Herwart Opitz[73]。

走向每台机床配电动机(单独驱动)

当需要用高速钢进行强力快速切削的机床时,从天轴用皮带逐台带动的方式,尽管费用较高,仍逐渐被每台机床配电动机(单独驱动)所取代。VDW 的纪念刊举了 1910 年内置电动机的 Wanderer 铣床为例[2]。1906 年的辞典刊载了约 25 马力电动机驱动的 Schiess 大型立式车床(直径至 9.5m,工作台速度 20 挡)[23],1914 年的辞典刊载了主轴箱上装电动机的 Boehringer 精密高速车床,以及花盘直径 11m、重 300t 的 Schiess 立式车床[33]。Boehringer 自称于 1896 年制造了第一台电动机驱动的车床[9]。把电动机装进机床后,不用换挂皮带就能方便地改变转速,机床也可以放在任何地方。这是后来按工序顺序重新布置工厂、实现流水作业的前提。

1913 年,Schlesinger 在 Leipzig 举行的 VDI(德国工程师协会)年会上作了题为“工厂经营与经营科学”的演讲,论述了 Taylor 制度的优缺点[29]。同一年,他提议制定德国第一个螺纹标准[11]。

第一次世界大战、标准、合理化(1914–1923 年)

兵工厂里的 Schlesinger

1914 年 8 月第一次世界大战爆发后,Schlesinger 受命负责 Spandau 兵工厂的步枪工厂,目标是把日产 450 支提高到 1,000 支。Loewe 的工厂也在开战几个月内满负荷运转[11][28]。机床厂家制造车削炮弹的机床和炮管镗床,Berlin 的 Niles 还直接生产炮弹[9][14]。1915 年起,他还与外科医生 Sauerbruch 一起为在战争中失去手脚的人制作假肢[11]。1916 年的兴登堡计划下令大幅增产武器,年底兵器设计部门合并为一,零件标准化随之推进[28]。

标准的开端:NADI 与 DIN 1

要生产数十万件武器,就需要让螺钉、销、键这类小零件的尺寸在每个工厂都一致。1917 年 5 月,在 Spandau 炮兵工厂的 Hellmich 等人发起下,成立了“通用机械标准件委员会”,并得到 VDI 的支持。这就是今天 DIN(德国标准化学会)的雏形[37][38]。12 月 22 日改为“德国工业标准委员会(NADI)”,1918 年 3 月发布了第一个标准 DIN 1“圆锥销”[39][43]。1926 年因工作范围扩展到工业以外,改名为“德国标准委员会(DNA)”[39][37]。在 1925 年的 Leipzig 博览会上,标准数量已超过 800 项,螺纹、纸张尺寸、键等领域已汇编成册。会上展出了用 7 家公司的零件组合而成的传动装置,展示有了标准,任何公司的轴承和轴都可以互换[52]。

在现场起了什么作用?只要在图纸上写“M10”“A4”“DIN 912”就能确定零件,是因为有标准。对机床来说,螺纹、配合、主轴端部、刀柄统一之后,就可以从不同公司分别购买机床、刀具和夹具来组合使用。德国的标准诞生于战争中零件的统一,内容由机床厂家和大学研究人员制定(配合分委员会从 1930 年起由 TH Berlin 出身的 Kienzle 领导[45])。如今的配合思路见配合页面的说明。

从 Taylor 到合理化运动

1915 年,Dingler 杂志在悼念 3 月去世的 Taylor 的文章中写道,很少有新学说像“泰勒主义”这样震撼工程师和经济学家的心[36]。战后的德国把这一思想变成了全国性运动。1918 年 2 月,VDI 内部成立了经济生产委员会(AWF)[29][42],5 月在 VDW 的倡议下成立了资助机床试验场的研究会。会长为 Schlesinger,事务由 VDW 负责[29]。10 月在 Schlesinger 的倡议下,试验场设立了心理学家 Moede 的“工业心理技术”小组,开始研究测量劳动者的适应性[29]。1921 年 6 月,在国家经济部的倡议下,提高效率运动的总部 RKW(国家经济效率委员会)在 Berlin 成立,在会长 Carl Friedrich von Siemens 的领导下以 Taylor 和 Ford 为榜样[46][47]。1924 年又成立了测量作业时间、制定标准工时的 REFA[42]。不过研究表明,Ford 式流水作业在 Berlin 机械工业扎根是在 1930 年代,1920 年代机床现场的合理化主要是时间研究和标准化[46]。

Leipzig 技术博览会与 INDEX

1918 年,Leipzig 成立了技术博览会(Technische Messe)公司,1920 年起在今天的 Alte Messe 会场举办[41][8]。在通货膨胀中的 1923 年春第 5 届博览会上,约 270 家机床厂家参展。Dingler 杂志写道,一个国家如此齐全地展示,是任何世博会都不曾有过的,并劝告说,正是工长和班组长应该到博览会上看着运转的机床学习[50]。1925 年,VDW 新建的巨大的第 9 馆落成[52]。1936 年的行业杂志写道,机床展区就像一座机床实际进行车削、铣削、刨削、钻孔的“大工厂”,并回顾说在第一次世界大战之前,生产用的机床并不被视为在博览会上出售的商品[78]。博览会成了“看一看、开一开、比一比”再购买机床的地方。

大战爆发的 1914 年,Hermann Hahn 在 Esslingen 创办了自动车床厂家 INDEX[35]。据说名称来自转塔的分度(index)。

硬质合金刀具与精度检验,直到大萧条(1924–1933 年)

Widia:像钻石一样的刀具

1923 年 3 月,灯泡厂家 Osram(欧司朗)的 Karl Schröter 申请了“烧结硬质合金”专利:在碳化钨粉末中加入少量钴等,压制后烧结而成(DE 420689,1925 年 10 月公告)。同一发明的美国专利于 1925 年 8 月获得授权,归美国 GE 所有[51][77]。Krupp(克虏伯)取得了这项权利,1925 年 12 月申请商标“Widia”(1926 年 5 月注册)[53][54],1926 年作为硬质合金刀具上市,并在 1927 年春的 Leipzig 博览会上公开亮相[55][54]。名称来自“wie Diamant(像钻石一样)”。

据住友电气工业的技术杂志,用高速钢切削钢的速度为每分钟 20–40m,而硬质合金刀具约为 100–150m,提高到约 4 倍[56]。与 1900 年高速钢出现时同样的事情,以更大的幅度再次发生。机床被要求拥有转速更高的主轴、更强的刚性,以及为防止硬质合金刀尖崩刃而更小的振动。最初的硬质合金擅长切削铸铁和有色金属,能很好地切削钢的硬质合金是在 1930 年代才普及的[56]。如今硬质合金刀具的选法见切削加工页面的说明。

硬质合金专利1923 年 3 月 30 日Osram 的 Schröter,DE 420689[51]
商标 Widia1926 年 5 月注册Krupp、wie Diamant[53]
切削速度约 4 倍高速钢 20–40 → 硬质合金 100–150m/min[56]

1927 年:精度检验专著

这一时代德国的成果中,与今天的工厂联系最直接的,是 Schlesinger 的机床精度检验专著。1927 年由 Springer 出版的《Die Arbeitsgenauigkeit der Werkzeugmaschinen(机床的加工精度)》,按车床、铣床、钻床等机床种类,把测什么、怎么测(检验项目与方法),以及允许多大的误差(允差)用表格整理了出来。后来的版本被称为《Prüfbuch für Werkzeugmaschinen(机床检验手册)》[11][57][58]。1932 年英文版《Inspection Tests on Machine Tools》在伦敦出版(第 2 版起改名《Testing Machine Tools》),传遍了世界[62]。

精通机床标准的上野滋写道,这一“Schlesinger 标准”与 1933 年法国 Salmon 的实切试验法,是当今机床试验标准的两个源头,其发展形态就是今天的 ISO 标准(ISO 230)[49][75]。用百分表和精密水平仪测量主轴跳动、工作台直线度、主轴与工作台的垂直度。如今安装机床或检查精度时的许多步骤,都是在这里成形的。NDB 评价说,Schlesinger 通过这本书表明了按标准精密地互换生产零件的重要性[11]。

VDF、苏联订单与大萧条

1920 年代后半期,厂家之间也出现了联合的动向。1928 年,4 家车床厂家(Boehringer、Franz Braun、Heidenreich & Harbeck、H. Wohlenberg)成立了“VDF(Vereinigte Drehbank-Fabriken)”,按规格大小分工制造车床并共同销售[9][59]。1929 年,Loewe 与电气公司 Gesfürel 合并[10]。在世界大萧条中起支撑作用的是来自苏联的订单,VDF 的出口一半以上面向苏联,Gildemeister 也靠苏联订单维持生产[9][61]。Schlesinger 于 1925 年和 1929 年访问苏联,据说在那里谈定的订单使德国机床厂家一直忙到 1930 年代末[11]。经济史研究通过专利统计表明,德国机床厂家在 19 世纪末和 1920 年代采取了模仿美国技术进行追赶的战略[64]。他们一面想靠研究和标准实现超越,一面也在继续向美国学习。

1933 年

1933 年,在纳粹政权下,犹太裔的 Schlesinger 被逐出大学,又因与苏联的关系被怀疑叛国,遭拘押约 9 个月。长期合作的 VDW 为他的获释而奔走。1934 年他被驱逐出境,经苏黎世和布鲁塞尔,于 1939 年前往英国,1949 年在伦敦近郊去世[11][28]。TH Berlin 的讲座于 1934 年由 Kienzle 接任[45]。机床制造逐步被卷入军备与统制的时代,请见第 3 章“战争与东西分裂”。

⛩与日本的关联

滚齿机与车床:以德国机床为样板

据说日本最早引进的滚齿机,是 1906 年前后进口的德国 Pfauter 机床[25][26]。大正时期的国产滚齿机中有以 Pfauter 机床为样板的,齿轮加工机床的国产化是从德国机床开始的(国产档案 齿轮加工机床一章)。在车床方面,1935–56 年池贝以德国 VDF 的车床为样板,制造了把零件归并成单元的普通车床。1937 年制造的 1 台保存在日本工业大学的工业技术博物馆[74](国产机床档案第 1 章)。VDF 就是本章写到的 1928 年车床厂家联合体。

精度检验与标准

据说日本机床精度检验的历史,始于 1921 年 10 月农商务省举办的首届机床展览会。参展机床的精度接受了检验[48][49]。同在 1921 年 4 月,工业品规格统一调查会成立,开始制定日本标准规格(JES)[76]。1933 年,调查会汇编了考察德国标准制定的报告,1937 年《机械学会志》刊登了《德国的机床标准》[65][66]。Schlesinger 的精度检验专著于 1939 年被译成日文,书名为《机床检验法》[67]。上野滋写道,对日本机床试验影响最大的是 Schlesinger 标准,这一点应无异议,并说明如今的 JIS B 6191 是 ISO 230-1 的日文翻译[75]。1927 年的德国专著,通过 ISO 与今天日本的机床检验标准连在了一起。Schlesinger 关于合理化的文章也于 1932 年被译成《贝多式生产管理》[63]。

硬质合金刀具

日本也很快跟进了硬质合金刀具。芝浦制作所于 1929 年 8 月成功开发硬质合金,1930 年以“Tungaloy(泰珂洛)”的名称上市[60]。住友电线制造所于 1928 年试制硬质合金拉丝模,1931 年开始制造硬质合金刀具[56]。住友的技术杂志把从 Osram 的发明(1923 年)、Krupp 的 Widia 到本公司开发的过程写成一条连续的脉络[56]。不过,尚未发现日本公司直接引进 Widia 技术的资料。

⑂厂家谱系图

本章出现的主要机床厂家的名称变迁。色带颜色变化之处就是名称变更之处。色带的右端表示本章核实到的时间点,并不代表公司到此就结束了。1945 年前后的中断,是战争结束时因拆除、接收而中断的时期。战后东西分裂的经过以及 Pfauter、Niles 的后续,见第 3 章和第 8 章。

186018801900192019401960198020002020Ernst SchiessErnst Schiess AGSchiess-Defries AGSchiess AGLudwig Loewe & Co.Ludw. Loewe & Co. AG与 Gesfürel 合并AEGLudwig Loewe(DIAG)Gildemeister & Comp.Gildemeister(今天的 DMG MORI AG)J. E. ReineckerJ. E. Reinecker AGReinecker(Ulm)EMAG 集团Winklhofer & JaenickeWanderer-FahrradwerkeWanderer-Werke AGInventionPittler AGPittler WZM AGPittler(Langen)Hermann HellerGebr. Heller(今天的 HELLER)Deutsche NilesNiles(Weißensee)Hermann Pfauter(Chemnitz)INDEX(Esslingen)Widia(Krupp。现在的商标持有者是 Kennametal)色带的分隔处是公司名称的变更。红色箭头指向合并、业务转让的去向。右端的 › 表示至今仍存续的公司。
出处:各公司的沿革与社史 [24][10][71][61][1][72][15][5][7][6][14][13][35][53][54]

可以参观的地方

这里是研究所与博览会旧址、工厂旧址,以及保存皮带驱动车床的设施。开放日和能否参观,请在前往之前查看各设施的说明。能看到 19 世纪机床的博物馆见第 1 章。

TU Berlin 机床与工厂经营研究所(IWF)Berlin(柏林州)继承 1904 年 Schlesinger 讲座和 1907 年机床试验场脉络的研究所。位于大学校园内,能否参观请以研究所的说明为准[68][11]
RWTH Aachen 机床研究所(WZL)Aachen(北莱茵-威斯特法伦州)1906 年由 Wallichs 的讲座发展而来的研究所。第一座自有建筑于 1924 年落成[69][21]
Alte Messe Leipzig(旧博览会场地)Leipzig(萨克森州)1920 年起举办技术博览会的场地。到 1928 年建起约 17 座展馆,1925 年建成 VDW 的第 9 馆。现在仍保留部分当时的建筑[41][52]
原 Pittler 工厂(Pittlerstraße 26)Leipzig-Wahren(萨克森州)Pittler 自 1899 年起制造转塔车床的工厂旧址。建筑从 2018 年起改作他用[7]
Göppinger TechnikforumGöppingen(巴登-符腾堡州)以 Boehringer 的车床为中心,由前员工对用天花板传动轴和皮带驱动的机器进行动态保存。在作业日或预约时开放[70]
Industriesalon SchöneweideBerlin(柏林州)展示 Oberschöneweide 工业区历史的博物馆:1898 年 Deutsche Niles 的工厂在这里建成,后来成为 AEG 的变压器工厂[14]

⌛年表

这是本章核实过的全部史实。编号为出处,点击即可打开该资料。“p.”是书籍、杂志版面的页码(Dingler 杂志为文章的页码),“帧”是国立国会图书馆数字馆藏的页,“PDF p.”是 PDF 的页码。

协会与高速钢大学研究室大战、标准、合理化硬质合金与精度检验下一章18901900191019201930194018911896190019041906191419171921192519271933黄色圆点是重要史实(下表中的 ★,拥挤处省略年份)。时代分界的年份只是大致参考。

行业协会、专业厂家与高速钢1890–1903 年

年史实厂家、人物参考资料
1891年Reinecker 在 Chemnitz-Gablenz 的新工厂以职工 226 人、机床 211 台开始生产。在 1893 年芝加哥世博会上,是唯一参展的德国机床厂家J. E. Reinecker[1]
1891年12月★在 Düsseldorf 的 Ernst Schiess 倡议下,12 月 7 日,11 家机床厂家的经营者聚集在 Hannover 的 Hotel Kastens,成立 VDW(Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken=德国机床工业协会)。首任会长为 Schiess(任至 1915 年)。目的是巩固主要厂家之间的关系VDW 称其于 1891 年 12 月 7 日在 Hannover 聚会成立。NDB 的 Schiess 条目把联合厂家的 VDW 定为 1898 年(推测是组织正式完善之年,但未核实)。1892 年是整个机械工业团体 VDMA 的成立之年VDW[2·p.104][3]
1892年Dingler 杂志介绍 Leipzig 的 Pittler 称为“万能金属加工机”的精密加工用车床。它既可脚踏驱动,也可用天轴的皮带驱动Maschinenfabrik Invention(W. v. Pittler)[4·p.6]
1894年Pittler 的转塔(依次转位使用刀具的刀架)从 6 孔增至 16 孔Maschinenfabrik Invention(W. v. Pittler)[5]
1894年2月Hermann Heller 在 Nürtingen 创业(经营专利产品和工具)。1898 年销售螺纹切削机和金属用圆锯机,1900 年成立兄弟工厂 Gebr. Heller,1908 年起销售摇臂钻床Heller[6]
1895年Pittler 的公司改组为股份公司“Leipziger Werkzeug-Maschinen-Fabrik vorm. W. v. Pittler”,作为转塔车床专业厂家于 1899 年迁至 Leipzig-WahrenPittler[5][7]
1895年Leipzig 举办世界上第一个样品博览会(Mustermesse)。后来成为机床展示的中心—[8]
1896年Göppingen 的 Gebr. Boehringer 称制造了第一台电动机驱动的车床(该公司沿革)仅有公司的记述,未用当时的资料核实Gebr. Boehringer[9]
1896年★Isidor Loewe 把兵器部门转给 DWM,Loewe 成为机床厂家。1896–98 年在 Berlin 的 Moabit 聘请美国技师建造新工厂,引入电动机成组驱动(用 1 台电动机带动几台机床)、机床的流水作业、短的搬运路线和堪称样板的测量室Ludw. Loewe & Co. AG[10]
1897年毕业于 TH Berlin 的 Georg Schlesinger 进入 Loewe。1899 年任夹具、工具与量产设备科长,1902 年任设计主管,把自己设计的配合与公差制度引入工厂Ludw. Loewe & Co. AG[11]
1897年9月Chemnitz 的 Hermann Pfauter 申请也能切削斜齿轮的滚齿机专利(DRP 112082,1900 年公告)。1900 年建立自己的工厂(详见齿轮机床一章)Hermann Pfauter[12][13]
1898年在银行和 AEG 等的出资下,用美国 Niles Tool Works 技术生产的 Deutsche Niles-Werkzeugmaschinenfabrik 在 Berlin 成立。目的是加强国内的机床生产,把美国产品挤出市场Deutsche Niles[14]
1898年Chemnitz 的自行车厂家 Wanderer 因买来的铣床质量不够,按共同创始人 Jaenicke 的设计开始制造铣床。后来成为铣床大厂也有资料作 1899 年、1900 年。采用 NDB 的 1898 年Wanderer[15]
1900年美国 Taylor 和 White 的高速钢在巴黎世博会上演示。会场的车床由 40 马力电动机驱动,是一台非常结实的机床—[16·p.41][17·PDF p.51]
1900年★Loewe 把高速钢刀具带回 Berlin,在车床和钻床上以最大能力试用,结果 2 台都在不到 1 个月内损坏。重新设计机床的时代由此开始Ludw. Loewe & Co. AG[17·PDF p.51]
1901年Loewe 开始许可生产美国 Norton 的外圆磨床,1901–02 年设立德国第一个企业内部的标准部门(Normenbüro)。1906 年起批量生产本公司的标准件Ludw. Loewe & Co. AG[10]
1903年Schlesinger 在 TH Berlin 以关于工厂测量与互换零件制造方法(配合)的论文获得博士学位。1904 年出版《Die Passungen im Maschinenbau(机械的配合)》也有资料把获得博士学位的年份定为 1904 年(Spur 2008、Sarkowski)Georg Schlesinger[11]

大学研究室与技术杂志1904–1913 年

年史实厂家、人物参考资料
1904年Schlesinger 为 Loewe 赴美考察数周。次年列日世博会的机床报告于 1906 年由 Springer 出版成书Georg Schlesinger[18·p.201][19]
1904年7月★Schlesinger 出任 TH Berlin(Charlottenburg)新设立的“机床、工厂设备与工厂经营”讲座的教授(7 月 20 日)。这类讲座在德国尚属首次,是今天 TU Berlin 的 IWF 的起点Georg Schlesinger[11][18·p.200][20]
1906年★Aachen 的工业大学设立德国第 2 个机床讲座,Adolf Wallichs 出任教授。这一年被视为机床研究所 WZL 的起点讲座的正式名称因资料而异Adolf Wallichs[21][22]
1906年辞典刊载了 Schiess 电动机驱动的大型立式车床(直径至 9.5m,约 25 马力,工作台速度 20 挡)。同年公司改为 Ernst Schiess AGErnst Schiess[23][24]
1906年前后Pfauter 的滚齿机进口到日本的造船厂和海军工厂。被认为是日本第一台滚齿机Hermann Pfauter[25·帧104][26·帧23]
1907年★Schlesinger 在 TH Berlin 建立机床试验场(Versuchsfeld für Werkzeugmaschinen)。这是德国第一个,建筑由大学提供,运营费由国家承担,机床由厂家捐赠或出借也有大学的宣传资料作 1906 年Georg Schlesinger[27·p.190][28][29·p.377]
1907年★Schlesinger 在 Springer 创办技术杂志《Werkstattstechnik(工厂技术)》,主编约 30 年。目的是连接大学的研究与工厂现场(样刊于 1906 年圣诞节前发行)Georg Schlesinger[11][18·p.202][30]
1908年Wallichs 把 Taylor 的《金属切削技术》译为《Über Dreharbeit und Werkzeugstähle(车削与工具钢)》。由于德国切削速度的单位不统一,统一为 m/minAdolf Wallichs[31][16·p.5][21]
1909年Wallichs 还翻译了 Taylor 的《工厂管理(Shop Management)》,由 Springer 出版Adolf Wallichs[18·p.200][21]
1910年内置电动机的 Wanderer 铣床(1910 年)。由于需要用高速钢进行更强力、更快速切削的机床,尽管费用较高,天轴驱动仍逐渐被每台机床配电动机(单独驱动)所取代Wanderer[2·p.57]
1911年Reinecker 改组为股份公司J. E. Reinecker AG[1]
1912年机床试验场发表皮带驱动车床的试验报告。测量、比较驱动方式的研究持续进行—[32]
1912年1月Springer 与美国行业杂志《Machinery》的出版社成立合资公司,Werkstattstechnik 改为每月出版 2 期。约 4 成文章由 Schlesinger 从《Machinery》选出。1911 年的订户约 2,200—[18·p.203]
1913年Schlesinger 在 Leipzig 的 VDI 年会上作“工厂经营与经营科学”演讲,在德国较早论述 Taylor 制度的优缺点。同年提议制定德国第一个螺纹标准,并领导螺纹委员会直到 1924 年Georg Schlesinger[29·p.377][11]

第一次世界大战、标准、合理化1914–1923 年

年史实厂家、人物参考资料
1914年辞典刊载了 Schiess 花盘直径 11m 的立式车床(重 300t,可加工直径 12m、高 3.4m 的工件),以及在主轴箱上装电动机的 Boehringer 精密高速车床Ernst Schiess AG[33·p.182]
1914年大战期间,机床厂家制造车削炮弹的机床和炮管镗床,Berlin 的 Niles 还直接生产炮弹—[9][14]
1914年作为 Stuttgart 一家工具公司的子公司,Index(后来的 INDEX-Werke)在 Esslingen 成立。不久成长为 Esslingen 机械工业的核心企业创立日期(据称为 1914 年 1 月 2 日)和最初的机型未核实Index(Esslingen)[34·p.67]
1914年1月★Hermann Hahn 在 Esslingen 创办 INDEX,开始制造自动车床(一边分度转塔一边自动切削的车床)创业日(1 月 2 日)除公司沿革外未经核实INDEX[35]
1914年8月第一次世界大战。Schlesinger 受命负责 Spandau 兵工厂的步枪工厂,目标是把日产 450 支提高到 1,000 支(至 1915 年 3 月)。Loewe 的工厂也在开战几个月内满负荷运转Georg Schlesinger[11][28]
1915年Dingler 杂志刊登悼念 3 月去世的 Taylor 的文章,写道很少有新学说像“泰勒主义”这样震撼工程师和经济学家的心—[36·p.301]
1915年Schlesinger 与外科医生 Sauerbruch 一起为在战争中失去手脚的人制作假肢。由此引出测量劳动者能力的研究Georg Schlesinger[11][29·p.381]
1916年8月兴登堡计划下令弹药产量翻倍,火炮、机枪、飞机增至 3 倍。年底兵器设计部门合并到皇家制造局(Fabo),兵器零件的统一(标准化)随之推进—[28]
1917年5月Berlin 成立“通用机械标准件委员会(Normalienausschuss für den allgemeinen Maschinenbau)”。由 Spandau 炮兵工厂的 Hellmich 等人发起,VDI 给予支持。这是今天 DIN 的雏形—[37][38]
1917年12月★委员会改为“德国工业标准委员会(NADI)”(12 月 22 日)—[39][40][38]
1918年Leipzig 成立“Technische Messe(技术博览会)”公司。1920 年起在 Völkerschlachtdenkmal(民族大会战纪念碑)附近、今天的 Alte Messe(旧博览会会场)举办,到 1928 年建成约 17 座展馆—[41][8]
1918年2月VDI 内部成立“经济生产委员会(AWF)”。1922 年并入 RKW—[29·p.377][42]
1918年3月★第一个德国标准 DIN 1“圆锥销”发布(最初名为 DI-Norm 1)—[39][43]
1918年5月在 VDW 的倡议下,成立资助机床试验场的研究会(Forschungsgesellschaft)。会长为 Schlesinger,事务由 VDW 负责VDW[29·p.377]
1918年10月在 Schlesinger 的倡议下,试验场设立心理学家 Walther Moede 的“工业心理技术”小组。这是测量劳动者适应性研究的开端。1920 年 Schlesinger 出版《心理技术与经营科学》Georg Schlesinger[29·p.378]
1921年试验场发表单独电动机驱动的牛头刨床试验报告Georg Schlesinger[44]
1921年Otto Kienzle 在 TH Berlin 以配合制度的研究获得博士学位。后来领导标准委员会的配合分委员会Otto Kienzle[45]
1921年6月★在国家经济部的倡议下,提高效率运动的总部“RKW(国家经济效率委员会)”在 Berlin 成立(6 月 10 日)。会长为 Carl Friedrich von Siemens,以 Taylor 和 Ford 为榜样—[46][47]
1921年10月日本农商务省举办首届机床展览会(10 月 22 日开幕)。被认为是日本最早检验参展机床精度的例子—[48][49·p.1419]
1923年在通货膨胀中的第 5 届 Leipzig 技术博览会上,约 270 家机床厂家参展。Dingler 杂志写道,一个国家如此齐全地展示,是任何世博会都不曾有过的—[50·p.111]
1923年3月Osram 的 Karl Schröter 申请“烧结硬质合金”专利:在碳化钨粉末中加入钴等,压制后烧结而成(3 月 30 日,DE 420689,1925 年 10 月公告)Osram(K. Schröter)[51]

硬质合金刀具与精度检验,直到大萧条1924–1933 年(并略述此后的情况)

年史实厂家、人物参考资料
1924年Schlesinger 考察美国。1925 年和 1929 年访问苏联,在那里谈定的订单使德国机床厂家一直忙到 1930 年代末Georg Schlesinger[11]
1924年6月因大战和通货膨胀而推迟的 Aachen WZL 研究所大楼,在莱茵和鲁尔工业界的捐助下建成(6 月 22 日)WZL[21]
1924年9月成立测量作业时间、制定标准工时的“REFA(国家作业时间测定委员会)”同一 REFA 网站上也有作 1923 年的地方—[42]
1925年★Leipzig 技术博览会上,VDW“新建的巨大第 9 馆”落成。标准委员会也在此参展,标准数量已超过 800 项VDW[52·p.41]
1925年12月Krupp 取得 Osram 硬质合金的权利,申请商标“Widia”(wie Diamant,意为像钻石一样)(1926 年 5 月注册)Fried. Krupp[53][54]
1926年★Krupp 推出硬质合金刀具 Widia。用高速钢切削钢的速度为每分钟 20~40m,而硬质合金约为 100~150m,约提高到 4 倍有资料(Krupp 的后继公司)称 1926 年上市,也有资料称在 1927 年春的 Leipzig 博览会上首次展出Fried. Krupp[55][56·p.11]
1926年11月NADI 改名为“德国标准委员会(DNA)”。因为工作范围扩展到了工业以外—[39][37]
1927年★Schlesinger 出版机床精度检验之书《Die Arbeitsgenauigkeit der Werkzeugmaschinen(机床的加工精度)》。该书为每种机床规定了检验项目和允许误差,即后来的“Prüfbuch(检验手册)”,被视为通向今天 ISO 230 的检验标准的源头Georg Schlesinger[11][57][58][49·p.1419]
1927年3月Widia 在 Leipzig 春季博览会上公开亮相Fried. Krupp[54][56·p.11]
1928年4 家车床厂家(Boehringer、Franz Braun、Heidenreich & Harbeck、H. Wohlenberg)成立“VDF(Vereinigte Drehbank-Fabriken)”,按规格大小分工制造车床并共同销售。出口的一半以上面向苏联依据 Boehringer 的沿革。也有资料称 1927 年。1934 年的 Winkler 也写道,1928 年 Franz Braun 与 Boehringer、Heidenreich & Harbeck、Wohlenberg 组成了共同制造和销售统一设计车床的利益共同体VDF[9][59·p.169]
1928年10月各国标准团体的国际组织 ISA(今天 ISO 的前身)在 Prague 正式成立也有资料把 1926 年(筹备会议)作为成立年份—[37]
1929年Loewe 与 Isidor Loewe 创办的电气公司 Gesfürel 合并Ludw. Loewe & Co. AG[10]
1929年8月日本的芝浦制作所成功开发硬质合金,1930 年以“Tungaloy(泰珂洛)”的名称上市。住友电线制造所也于 1931 年开始制造硬质合金刀具“IGETALLOY”芝浦制作所[60][56·p.11]
1930年在世界大萧条中,来自苏联的订单成为许多厂家的支柱。VDF 的出口一半以上面向苏联,Gildemeister 也靠苏联订单维持生产—[9][61]
1930年Kienzle 出任标准委员会配合分委员会的主任,并作为德国代表出席国际组织 ISAOtto Kienzle[45]
1932年Schlesinger 精度检验专著的英文版《Inspection Tests on Machine Tools》在伦敦出版(第 2 版起改名《Testing Machine Tools》)。同年,日本把 Schlesinger 在 Werkstattstechnik 上的文章译成《贝多式生产管理》出版Georg Schlesinger[62][63]
1932年经济史研究用 1877–1932 年的专利统计表明,德国机床厂家在 19 世纪末和 1920 年代采取了模仿美国技术进行追赶的战略—[64]
1933年★在纳粹政权下,Schlesinger 被逐出大学,遭拘押约 9 个月。VDW 为他的获释而奔走。1934 年他被驱逐出境,经苏黎世、布鲁塞尔,于 1939 年前往英国Georg Schlesinger[11][28]
1933年日本的工业品规格统一调查会汇编了考察德国标准制定的报告。1937 年《机械学会志》刊登了《德国的机床标准》—[65][66]
1939年9月Schlesinger 的精度检验专著译成日文,以《机床检验法》为名出版—[67]

常见问题

Georg Schlesinger 是做了什么的人?
他从 Berlin 的 Loewe 的设计主管,于 1904 年成为 TH Berlin 德国第一个机床与工厂经营讲座的教授。1907 年创建机床试验场和技术杂志 Werkstattstechnik,推进了配合与螺纹标准的制定、切削与机床的研究,以及劳动者适应性的研究。1927 年的机床精度检验专著,被视为通向今天 ISO 230 的检验标准的源头。
机床的精度检验(ISO 230、JIS B 6191)来自德国吗?
源头之一是德国。Schlesinger 于 1927 年出版的书,按机床种类规定了检验项目、方法和允许误差,1932 年译成英文,1939 年也译成了日文。机床标准专家写道,它与 1933 年法国 Salmon 的实切试验法是当今试验标准的两个源头,对日本影响最大的是 Schlesinger 标准。如今的 JIS B 6191 是 ISO 230-1 的日文翻译。
硬质合金刀具诞生于德国吗?
是的。在碳化钨粉末中加入钴等后烧结而成的硬质合金,1923 年由 Osram 的 Karl Schröter 申请专利,Krupp 于 1926 年以“Widia”之名作为刀具上市(1927 年春在 Leipzig 博览会上公开亮相)。在日本,芝浦制作所于 1930 年推出“Tungaloy(泰珂洛)”,住友于 1931 年推出硬质合金刀具。
DIN 标准是何时、为何产生的?
是在第一次世界大战中的 1917 年。为了大量生产武器,需要让螺钉、销等零件的尺寸在每个工厂都一致,于是 5 月成立了标准件委员会,12 月成立了德国工业标准委员会(NADI)。第一个标准 DIN 1“圆锥销”于 1918 年 3 月发布。

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参考资料

人物和公司依据《新德意志传记》(NDB),专利依据 Google Patents 和德国专利商标局的记录,当时的情况依据 Dingler 杂志、辞典和 Taylor 的译本,研究所和标准的历史依据大学的研究、官方沿革和国立国会图书馆的书目,均于 2026 年 10 月核实。Dingler 杂志每篇文章作为一个出处,页码为文章的起始页。只见于公司沿革的记述(Boehringer 的第一台电动车床、VDF 的成立等),在正文和年表中以“该公司沿革”加以区分。资料间年份不同的,写在年表的注中。日本方面的部分史实使用了国产档案的出处。

  1. Wolfgang Uhlmann“Reinecker, Julius Eduard”Neue Deutsche Biographie 21(2003)S.349
  2. Berthold Leibinger“Die Entwicklung der Werkzeugmaschinenindustrien in Deutschland, Japan und USA”博士论文,TU Wien(2014。引用 VDW 纪念册 Glunk《Ein Jahrhundert VDW》1991)p. 57·104
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  5. Hans Christoph Graf von Seherr-Thoß“Pittler, Julius Wilhelm von”Neue Deutsche Biographie 20(2001)S.491 f.
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  7. Leipziger Industriekultur“Pittlerstr. 26 – Pittler AG”
  8. Leipziger Messe“History”(博览会公司的官方沿革)
  9. Boehringer(Göppingen)的沿革“History”
  10. Hans Christoph Graf von Seherr-Thoß“Loewe, Isidor”Neue Deutsche Biographie 15(1987)S.78–81
  11. Hans Christoph Graf von Seherr-Thoß“Schlesinger, Georg”Neue Deutsche Biographie 23(2007)S.63–64
  12. 德国专利 DE 112082(H. Pfauter,申请 1897-09-01,滚切方法与机床,Google Patents)
  13. Hans Christoph Graf von Seherr-Thoß“Pfauter, Hermann”Neue Deutsche Biographie 20(2001)S.305 f.
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  15. W. Fischer“Jänicke, Richard Adolf”Neue Deutsche Biographie 10(1974)S.286 f.
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  17. Anderson Ashburn“The Machine Tool Industry: The Crumbling Foundation”, Donald A. Hicks 编《Is New Technology Enough?》American Enterprise Institute(1988)※编号为 PDF 页码PDF p. 51
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  19. 国立国会图书馆检索:G. Schlesinger《Die Werkzeugmaschinen auf der Weltausstellung in Lüttich》Springer(1906)的书目
  20. Günter Spur、S. Voglrieder“Gründung des Schlesinger-Lehrstuhls”ZWF 94(3)(1999)S.136–139
  21. Christian Kompe“Zwischen Wissenschaft und Industrie. Mechanismen des Wissens- und Technologietransfers am Aachener Werkzeugmaschinenlabor von 1906 bis 2006”博士论文,RWTH Aachen(2009)
  22. W. Eversheim 等编《100 Jahre Produktionstechnik. Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen von 1906 bis 2006》Springer(2006)
  23. 《Meyers Großes Konversations-Lexikon》第 6 版 第 5 卷(1906)“Drehbank”(zeno.org 的录文)
  24. Horst A. Wessel“Schiess, Ernst David”Neue Deutsche Biographie 22(2005)S.747
  25. 会田俊夫《齿轮的技术史》开发社(1970)帧 104
  26. 《不二越五十年史》不二越(1978)帧 23
  27. Günter Spur“Vor 75 Jahren: Georg Schlesingers Verfolgung und Vertreibung”ZWF 103(4)(2008)S.190–193p. 190
  28. 幸田亮一《德国的第二次产业革命与“经营科学”:重新审视 G. Schlesinger》《产业经营研究》41(熊本学园大学,2022)pp.57–73
  29. G. Spur、S. Voglrieder、T. Klooster“Von der Psychotechnik zur Arbeitswissenschaft ... TH Berlin-Charlottenburg 1918 bis 1933”BBAW Berichte und Abhandlungen 8(2000)S.371–401p. 377·378·381
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  34. Ingolf Wille《Esslingen, Ludwigsburg, Waiblingen – Nachbar- oder Nebenstädte Stuttgarts?》(Tübingen 大学,1965)p. 67
  35. INDEX 集团“100 years INDEX”
  36. Dinglers Polytechnisches Journal 第 330 卷(1915)S.301,W. Speiser“Frederick Winslow Taylor”p. 301
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  38. F. Haßler“Hellmich, Waldemar”Neue Deutsche Biographie 8(1969)S.485 f.
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  40. DIN“Chronik”(2020 年 1 月版,PDF)
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  42. REFA“Industrial Engineering”(REFA 辞典,沿革一节)
  43. DIN Media“DIN 1:1918-03 Kegelstifte”(已废止标准的书目)
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  46. J. Ronald Shearer“The Reichskuratorium für Wirtschaftlichkeit: Fordism and Organized Capitalism in Germany, 1918–1945”Business History Review 71(4)(1997)pp.569–602
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  48. 国立国会图书馆检索:平佐惟一编《工作机械展览会报告:农商务省主办》(1922)的书目
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  50. Dinglers Polytechnisches Journal 第 338 卷(1923)S.111“Die Werkzeugmaschinenschau in Leipzig während der Technischen Messe im Frühjahr 1923”(收于 Polytechnische Schau 栏目)p. 111
  51. 德国专利 DE 420689“Gesinterte harte Metallegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung”(K. Schröter,申请 1923-03-30,公告 1925-10-30,Google Patents)
  52. Dinglers Polytechnisches Journal 第 340 卷(1925)S.41“DIN auf der Leipziger Messe”p. 41
  53. 德国专利商标局(DPMAregister)商标 351828“Widia”(申请 1925-12-18,注册 1926-05-06)
  54. MM MaschinenMarkt“Widia: Ein Werkstoff hart wie Diamant”
  55. thyssenkrupp“Krupp corporate history”
  56. “刀具用超硬材料的进化历史”SEI Technical Review 第 188 期(住友电工,2016)p. 11
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  58. 国立国会图书馆检索:G. Schlesinger《Prüfbuch für Werkzeugmaschinen (Die Arbeitsgenauigkeit der Werkzeugmaschinen)》J. Springer(1931)的书目
  59. Margarete Winkler《Die Metallindustrie Mitteldeutschlands in ihrer geschichtlichen Entwicklung》(1934)p. 169
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  61. 《International Directory of Company Histories》“Gildemeister AG”(收录于 Encyclopedia.com)
  62. 国立国会图书馆检索:G. Schlesinger《Inspection tests on machine tools》Machinery,London(1932)的书目
  63. 国立国会图书馆检索:Schlesinger 著、铃木久藏译《贝多式生产管理》Tarupo 社(1932)的书目
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  65. 国立国会图书馆检索:佐佐木重雄《从实施方面看德国的标准统一事业》工业品规格统一调查会(1933)的书目
  66. 国立国会图书馆检索:长谷川一郎《德国的机床标准》《机械学会志》40(243)(1937)的书目
  67. 国立国会图书馆检索:G. Schlesinger 著、Machinery 编辑部译《机床检验法》机械制作资料社(1939)的书目
  68. TU Berlin 机床与工厂经营研究所(IWF)
  69. RWTH Aachen 机床研究所(WZL)
  70. museum.de“Göppinger Technikforum”
  71. 柏林州立档案馆 B Rep. 250-05“Ludwig Loewe GmbH”(全宗解说,Archivportal-D)
  72. 萨克森州立档案馆 Chemnitz 分馆 31030“Wanderer-Werke AG, Siegmar-Schönau”(全宗解说)
  73. M. Weck、H. Starck“Opitz, Herwart”Neue Deutsche Biographie 19(1999)S.550–552
  74. 国立科学博物馆 HITNET 产业技术史资料共通数据库“普通车床”(日本工业大学 工业技术博物馆的藏品)
  75. 上野滋《机床 ISO 标准的背景与现状》《精密工学会志》第 78 卷第 7 期(2012)pp.577–580
  76. 国立国会图书馆检索:《工业品规格统一调查会录事 自大正 10 年 4 月 25 日》(1924)的书目
  77. 美国专利 US 1,549,615“Hard-metal alloy and the process of making same”(K. Schröter,申请 1923-10-31,授权 1925-08-11,Google Patents)
  78. F. Schmitz“Zur Großen Leipziger Frühjahrsmesse 1936”Stahl und Eisen 第 56 卷第 9 期(1936)S.249–251(西里西亚工业大学电子图书馆)