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Steinbearbeitungsmaschinen

[278] Steinbearbeitungsmaschinen. Diese in der Neuzeit zu größerer Bedeutung gekommenen Hilfswerkzeuge sind in drei große Gruppen zu trennen: 1. Maschinen zum Arbeiten im Steinbruch und zum Lostrennen der Felsen. Hierzu gehören Schrämmaschinen und Bohrmaschinen (s.d.); 2. Maschinen zur Bearbeitung von Werksteinen, welche nachstehend beschrieben werden, und 3. die sogenannten Hartzerkleinerungsmaschinen, wozu hauptsächlich Steinbrecher, Walzwerke, Kollergänge, Pochwerke Anwendung finden; s.a. Mühlen.

Hobelmaschinen und Drehbänke für Steine. Als Werkzeug dient ein feststehender Stahl, der eventuell mit Diamanten armiert iß, oder eine Sprengscheibe, auch Rollmesser genannt. Zur Herstellung von Profilen werden sehr schnell rotierende Schleifscheiben aus Schmirgel oder Carborundum verwendet. Dem Werkstück wird eine Translationsbewegung gegeben oder eine Rotationsbewegung, wenn es sich um die Herstellung von Säulen handelt. Das Schleifen und Polieren der Werkstücke erfolgt auf den gleichen Maschinen unter Anwendung von Sand oder gekörntem Stahl bei entsprechen der Beschleunigung der Bewegungsgeschwindigkeit. – Vgl. a. den Katalog von E. Offenbacher, Markt-Redwitz-Eger.[278]

Große Bedeutung haben die Steinsägemaschinen, die nicht nur zum Zerlegen der Bausteine, zur Herstellung von Gewänden u.s.w. Verwendung finden, sondern auch gestatten, gleichzeitig bis zu 70 Platten aus edleren Steinmaterialien, insbesondere Marmor und Granit, in einem Arbeitsvorgang herzustellen. Als Sägeblätter dienen im allgemeinen glatte Stahlbänder, welche unter Verwendung von Quarzsand oder gekörntem Stahl Fugen in die Steine einschleifen. Aus diesem Grunde werden Steinsägen stets mit horizontal schwingenden Rahmen ausgeführt. Nur ganz weiche Kalksteine und Schiefer lassen sich mit gezahnten Sägeblättern bearbeiten.

Vollgatter bestehen aus einem kräftigen Rahmen, der durch Kurbelradvorgelege in horizontaler Richtung hin und her bewegt wird und sich infolge seiner Aufhängung an Pendeln bei jeder Bewegung etwas hebt, wodurch das Sägematerial unter die Sägeblätter gelangt. Durch Spindeln wird der Sägerahmen automatisch und in einstellbarer Geschwindigkeit, je nach der Härte des Steines, abwärts geführt, wobei durch einfaches Umstellen eines Hebels auch ein schneller Hoch- oder Tiefgang erzielt werden kann. Die Aufgabe des Säge- bezw. Schleifmateriales erfolgt automatisch durch Zufluß von Wasser auf einen hin und her bewegten Verteiler.

In jenen Fällen, in welchen man in bezug auf die Breite des Arbeitsstückes keine Begrenzung wünscht, empfiehlt sich die Anwendung der Teilsägen (Fig. 1), bei welchen der Rahmen seitlich offen ist. Schaltung und Wirkungsweise ist genau so, wie unter Vollgatter beschrieben. Neu und sehr zweckmäßig ist die Aufhängung der Universalsägemaschinen, welche nach D.R.P. Nr. 135606 als Vollgatter oder Teilsäge ausgeführt wird (Fig. 2). Dieselbe gestattet, durch Drehen der Handräder 12 die Schwingungsbahn des Rahmens bezw. die Pfeilhöhe der Bogenbewegung entsprechend einzuregulieren, so daß diese Maschinen mit einem viel größeren Hub, als bisher bekannt, laufen und sowohl mit glatten Blättern mit Sand, als auch mit Diamantsägeblättern (s. unten) bespannt werden können.

Drahtseilsägen finden sowohl im Bruch Anwendung, um Felsen direkt herauszuschneiden, als auch zum Zerteilen der auf andre Weise gebrochenen Blöcke. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besteht die Wirkungsweise der Drahtseilsägen darin, daß eine endlose Drahtlitze über eine entsprechende Anzahl von Seilrollen geführt und automatisch unter Zuführung von Sand und Wasser in den Stein eingepreßt wird. Da die Drahtlitze aus drei einzelnen Drähten gewunden ist, so bilden sich durch ihre Spiralform Hohlräume, welche die Zuführung des Sandes trotz der Anpressung der Litze in die Schnittfuge ermöglichen. Um die dem jeweiligen Stand der sägenden Litze entsprechende Spannung zu regulieren, dient ein auf einer schiefen Ebene laufender Spannwagen. Drahtseilsägen lassen sich so anordnen, daß mittels eines Seiles von 200–500 m Länge auf verschiedenen Stellen eines Werkplatzes gesägt werden kann, und zu diesem Behufe sind die sogenannten Orientationsständer (Seilführungsständer) und eine größere Anzahl von Sägeständern nötig.

Diamantwerkzeuge. Seitdem es gelungen ist, durch patentierte Verfahren Diamanten ohne Anwendung von leichtflüssigem Metall direkt in Stahl einzupressen, hat sich das Anwendungsgebiet von Diamantwerkzeugen sehr erweitert. Sie dienen als sogenannte Tiefbohrkronen im Bergbau und ermöglichen eine ganz bedeutende Schnelligkeit in der Herstellung der Bohrlöcher. In Fig. 4 ist eine Bohrkrone abgebildet, die mit auswechselbaren Diamantzähnen (Disken) versehen ist. Als bestes Material sind die schwarzen Diamanten, »Carbons«, bekannt, welche auch den höchsten Preis haben.[279] Außerdem werden auch Brasil- und Australsteine und als die billigsten »Kapsteine« verwendet. – Fig. 5 Stellt ein mit Diamanten armiertes Sägeblatt dar, wie solche für Steinvollgatter oder Teillagen (s. oben) Verwendung finden; Fig. 6 veranschaulicht eine Maschine zur Anwendung der besonders wirksamen Diamantkreissägeblätter. Bei diesen ist der Effekt deshalb der günstigste, weil große Umlaufsgeschwindigkeiten, bis zu 2000 m pro Minute, angewendet werden können und weil die Diamantfassung nur einseitig beansprucht wird, sich also weniger lockert als bei hin und her gehender Bewegung, wie solche bei Gattern stattfindet. Bei der Konstruktion der Maschine Fig. 6 ist Wert darauf gelegt, daß die Sägeblätter eine besonders solide Lagerung und Führung erhalten und daß die auf dem Wagen befindlichen Arbeitsstücke mit regulierbarer Geschwindigkeit je nach der Steinhärte gegen das Diamantblatt automatisch vorgeschoben werden. – Diamantkreissägemaschinen werden zum Trennen von Blöcken, Teilen von Platten, Zuschneiden auf Maß, zum Säumen und Zerteilen der Platten in einzelne Leisten unter Anwendung mehrerer Diamantkreissägen gefertigt. An Stelle der Diamantkreissägeblätter haben sich in neuerer Zeit die nach D.R.P. Nr. 163179 hergestellten Patentsägezähne, bestehend aus einem Stahlkern mit an diesem befestigten Schleifkranz aus Carborundum, vielfach eingeführt, da sie bei billigeren Betriebskosten einen glatteren Schnitt als erstere ergeben.

Diamantabrichtwerkzeuge dienen hauptsächlich zum Abdrehen von Schleifsteinen. An Stelle des Diamantwerkzeuges können auch Sprengscheiben angewendet werden.

Fräsmaschinen zur Profilierung harter und weicher Gesteine haben sich speziell durch die Erfindung des [280] Carborundums (s.d.) hervorragend entwickelt. Carborundum ist ein auf elektrischem Wege hergestelltes Siliciumkarbid von nadelförmiger Beschaffenheit, das in Härte gleich nach dem Diamant rangiert. Die daraus hergestellten künstlichen Schleifscheiben, welche eine Umlaufsgeschwindigkeit bis zu 2000 m pro Minute erhalten, eignen sich zum Fräsen der härtesten Gesteinsarten. Fig. 7 zeigt eine derartige Fräsmaschine für Treppenstufen. Das Arbeitsstück wird auf den Wagen gelegt und automatisch gegen die schnell rotierenden Frässcheiben herangeführt. Diese und vertikal, horizontal und in jedem Winkel einstellbar und eventuell hintereinander gelagert, derart, daß eine Scheibe mit grobem Korn vorarbeitet und die andre mit seinem Korn nachfräst. Die so erzielten Profile sind derart glatt, scharf und glänzend, daß sie nur noch einer ganz geringen Politurarbeit, bedürfen. – Fräsmaschinen werden auch für Plattenbearbeitung gebaut und hat sich insbesondere zur Bearbeitung von Plattenrändern die Anordnung als Walzenschleifmaschine nach Fig. 8 bewährt. Die Carborundumwalze arbeitet auf einer ganzen Länge von 2–3 m und zwar nicht nur durch die Rotation, sondern auch durch ihre kontinuierliche axiale Hinundherbewegung.

Plattenspaltmaschinen dienen zur Herstellung der für Mosaikzwecke vielfach gebrauchten Würfel und ebenso zur Fabrikation von Pflastersteinen. Die Konstruktion besteht im wesentlichen aus einer Schneide, auf welcher das Arbeitsstück aufgelegt und einem mittels Exzenters oder komprimierter Luft betätigten Hammer, der auf das Arbeitsstück niederfällt und es an die Schneide anpreßt, wodurch die Spaltung entsteht (Fig. 9).

Stockhämmer sind mit Zähnen versehene Stahlwerkzeuge, welche zur Herstellung von glatten Flächen dienen. Weil die Zähne sich häufig abnutzen, so werden solche mittels sogenannter Stockhammerfräsmaschinen wieder in Stand gesetzt. Da das Stocken stets Handarbeit voraussetzt, nachdem für diesen Zweck geeignete Maschinenkonstruktionen bisher noch nicht geschaffen werden konnten, so ist dies immer eine teure Arbeit. Dieselbe wird neuerdings mit praktischem Erfolg[281] dadurch vermieden, daß harte Gesteine, direkt aus dem Bruch kommend, geschürt, d.h. geschliffen werden mittels der sogenannten Schurscheiben oder Abrichtmaschinen. Dieselben bestehen, wie aus Fig. 10 ersichtlich, aus einer rotierenden Hartgußschleifscheibe von 2–4 m Durchmesser, auf welche die Arbeitsstücke aufgelegt werden und unter Zugabe von Sand oder gekörntem Stahl sich durch ihr eignes Gewicht andrücken und so sich abschleifen. Damit sie nicht infolge der Zentrifugalkraft fortgeschleudert werden, sind die Arbeitsstücke mit Ketten zu befestigen oder durch eingezogene Holzbalken zu sichern. Auf die gleiche Art arbeiten die vertikalen Abrichtmaschinen, bei welchen das Arbeitsstück auf einem separaten Wagen hin und her geführt wird. Das Glattschleifen und Polieren der Steine erfolgt vorzugsweise durch gelenkige Schleif- und Polierapparate (vgl. Bd. 7, S. 176). Bei diesen Maschinen ist die rotierende, mit Filz bezogene Polierscheibe an zwei gelenkig verbundenen Armen derartig befestigt, daß sie auf allen Punkten des Arbeitsstückes frei hin und her bewegt und mittels eines Hebels entsprechend angedrückt werden kann. Als Poliermittel dienen Pottée (Eisenoxyd), Zinnasche, Schmirgel u.s.w.

Plattenschleifmaschinen arbeiten derartig, daß eine größere Anzahl von Plattengrößen mittels Gips auf dem gemeinsamen Fundament zu einer großen Fläche vereinigt werden. Auf derselben werden Schleif- und Polierscheiben von 1,5–2,5 m Durchmesser in Planetenbewegung in Tätigkeit versetzt (Fig. 11).

Schrämmaschinen (s.d.) werden besonders in Amerika häufig angewendet, um in Steinbrüchen die Blöcke von den gewachsenen Felsen abzutrennen. Sie bestehen aus einem fahrbaren Dampfmotor, welcher in Verbindung mit einer Anzahl von Meißeln, die ähnlich wie ein Pochwerk arbeiten, Kanäle in den Stein einschlagen und so einen etagenförmigen Abbau gestatten.

Bohrmaschinen für Werkstättenbetrieb unterscheiden sich nicht wesentlich von den für die Eisenindustrie (Bd. 2, S. 191) gebräuchlichen; s.a. Bohr- und Sprengarbeit, Tiefbohren.

Seeberger.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 6.

Fig. 7.

Fig. 8.

Fig. 9.

Fig. 10.

Fig. 11.