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Dokumentenidentifikation DE3723764C2 13.12.1990
Titel Verfahren zur Herstellung einer Steinkugel
Anmelder Mayer, Christian, 8922 Peiting, DE
Erfinder Mayer, Christian, 8922 Peiting, DE
Vertreter Grünecker, A., Dipl.-Ing.; Kinkeldey, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Stockmair, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ae.E. Cal Tech; Schumann, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Jakob, P., Dipl.-Ing.; Bezold, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Meister, W., Dipl.-Ing.; Hilgers, H., Dipl.-Ing.; Meyer-Plath, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Ehnold, A., Dipl.-Ing.; Schuster, T., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 17.07.1987
DE-Aktenzeichen 3723764
Offenlegungstag 26.01.1989
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.12.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.1990
IPC-Hauptklasse B28D 1/30
IPC-Nebenklasse B28D 1/16   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Steinkugel aus einem Steinblock, bei dem der Steinblock zur Herstellung eines Kugelrohlings entsprechend einer vorgegebenen Kontur mehrfach eingeschnitten wird und die stehengebliebenen Steinrippen abgebrochen werden, wonach der Kugelrohling zur Erzielung der Kugeloberfläche nachbearbeitet wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus dem DE-GM 18 80 265 und der DE-PS 30 38 887 bekannt. Das deutsche Gebrauchsmuster 18 80 265 zeigt eine Steinbearbeitungsmaschine, mit der gekrümmte Außenflächen an Steinen hergestellt werden können. Die Maschine umfaßt einen auf einer Führung frei verschiebbar gelagerten Bearbeitungswagen, auf dem ein quer zu seiner Bewegungsrichtung ein Werkzeugsupport mit einem Werkzeug und einem Schablonenabtastorgan angeordnet ist. Zur Herstellung gekrümmter Konturen wird ein Steinblock entsprechend der Schablone mehrfach nebeneinander eingesägt, wonach die stehengebliebenen Steinrippen abgeschlagen werden.

Aus der DE-PS 30 38 887 ist ein Verfahren zur Herstellung einer konturierten Oberfläche eines Steinblocks bekannt, bei dem das Sägeblatt nicht mehr mit einer Schablone, sondern durch einen Mikroprozessor gesteuert bewegt wird.

Diese bekannten Verfahren sind grundsätzlich nicht zur Erstellung einer Kugel vorgesehen. Will man eine Steinkugel nach diesen Verfahren herstellen, so kann dies nur durch ein aufwendiges und vielfaches Umlagern des Steinblockes sowie durch eine aufwendige Steuerung des Bearbeitungswerkzeugs erreicht werden, wobei schrittweise Kugelbereiche erzielt werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß aus dem Kugelrohling auf einfache Weise eine Steinkugel herstellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kugelrohling zur Nachbearbeitung um zwei, sich schneidende, senkrecht zueinander stehende Achsen gegenüber dem Nachbearbeitungswerkzeug gedreht wird.

Diese Lösung ist in der Handhabung einfach und erfordert nur wenig maschinellen Aufwand. Das Nachbearbeitungswerkzeug kann üblicherweise ein Steinfräser oder auch eine Schleifmaschine sein, je nach gewünschter Oberflächenbeschaffenheit. Der Kugelrohling, der nach dem Abbrechen der Steinrippen im wesentlichen eine treppenförmige Oberfläche aufweist, kann vergleichsweise mühelos durch das Drehen um zwei senkrecht zueinander stehende, sich schneidende Achsen zur Erzielung einer einwandfreien Kugeloberfläche nachgearbeitet werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß das Nachbearbeitungswerkzeug stets den gleichen Abstand und vor allen Dingen stets den gleichen Anstellwinkel gegenüber der zur bearbeitenden Oberfläche aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird bereits der Steinblock zur Erstellung des Kugelrohlings beim Schneiden der Steinrippen um eine quer zur Einschnittrichtung angeordnete Achse gedreht. Hierdurch vereinfacht sich bereits die Herstellung des Kugelrohlings beträchtlich, da zur Herstellung eines umlaufenden Einschnittes in dem Steinblock die Steinsäge ortsfest angeordnet werden kann und lediglich der Steinblock um die Drehachse gedreht zu werden braucht.

Obwohl es auch möglich wäre, die Drehung des Kugelrohlings bezüglich des Nachbearbeitungswerkzeugs um die beiden zueinander senkrecht stehenden Achsen dadurch zu bewirken, daß der Kugelrohling tatsächlich nur um eine Achse gedreht wird, während das Nachbearbeitungswerkzeug um die andere Achse geschwenkt wird, wird bevorzugt, daß der Kugelrohling zum Nachbearbeiten an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen seiner Oberfläche in eine Aufhängung eingespannt und zum Nachbearbeiten der Einspannstellen umgespannt wird. Das hat den Vorteil, daß das Nachbearbeitungswerkzeug ortsfest angebracht werden kann. Das heißt, das Nachbearbeitungswerkzeug ist zur Erzielung der Kugeloberfläche lediglich einmal im richtigen Abstand zum Schnittpunkt der beiden Drehachsen des Kugelrohlings anzuordnen. Weitere Einstellarbeiten sind bis auf das Umspannen des Kugelrohlings nicht nötig.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens. Die Vorrichtung zeichnet sich aus durch eine Aufhängung für den Kugelrohling mit einem U-förmigen Träger, der an den freien Enden seiner Schenkel miteinander fluchtende, eine Drehung des Kugelrohlings um eine im wesentlichen horizontale Achse erlaubende Spitzen aufweist und dessen Steg auf einer um eine im wesentliche vertikale, die horizontale Achse schneidende Achse drehbaren Drehscheibe angeordnet ist, und durch ein Nachbearbeitungswerkzeug, das, bezogen auf den Schnittpunkt beider Achsen, ortsfest aufstellbar ist.

Mit dieser Vorrichtung läßt sich das weiter oben beschriebene Verfahren auf besonders einfache Weise durchführen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung neben dem Nachbearbeitungswerkzeug eine Steinsäge zur Erstellung des Kugelrohlings aufweist, die auf einem Schiebeschlitten parallel zur Drehachsen verschieblich und in Richtung quer zu der Drehachse zustellbar angeordnet ist. Hierdurch wird ermöglicht, daß bereits der Steinblock in die quasikardanische Aufhängung eingespannt werden kann, wonach zunächst mit der Steinsäge die umlaufenden Einschnitte hergestellt werden. Nach Abschlagen der Steinrippen kann, ohne daß der Kugelrohling ausgespannt werden muß, direkt mit der Nachbearbeitung der Kugeloberfläche begonnen werden. Da das Nachbearbeitungswerkzeug ortsfest angeordnet ist und lediglich die Steinsäge verschiebbar ausgebildet ist, können beide Werkzeuge während der gesamten Bearbeitung der Steinkugel in der Vorrichtung verbleiben, ohne daß sie sich gegenseitig behindern würden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Draufsicht eine Vorrichtung zur Herstellung einer Steinkugel, mit einer Steinsäge, und

Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht, mit einem Steinfräser.

Die beiden Fig. 1 und 2 zeigen in unterschiedlichen Ansichten eine Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Steinkugel 2 aus einem Steinblock 3.

Die Vorrichtung 1 umfaßt eine kardanische Aufhängung 4 für den Steinblock 3. Die kardanische Aufhängung 4 besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Träger 5, der an den freien Enden seiner nach oben ragenden Schenkel 6 Spitzen 7 aufweist, mit denen der Steinblock 3 derart eingespannt ist, daß er sich um eine, durch die Spitzen 7 verlaufende Drehachse 8 drehen kann.

Der Steg 9 des U-förmigen Trägers 5 ist auf einer Drehscheibe 10 befestigt, die um eine vertikale Achse 11 drehbar ist. Die vertikale Achse 11 verläuft im wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Drehachse 8 und schneidet diese.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, umfaßt bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Vorrichtung 1 neben der kardanischen Aufhängung 4 auch eine Steinsäge 12. Die Steinsäge 12 besitzt ein Sägeblatt 13, mit dem in den Steinblock 3 Einschnitte 14 eingesägt werden können.

Die Steinsäge 12 ist zum einen quer zur Ebene ihres Sägeblattes 13 auf einem Schiebeschlitten 15 angeordnet. Der Schiebeschlitten 15 selbst ist auf zwei rechtwinklig dazu angeordneten Führungen 16 verschiebbar gelagert.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Vorrichtung 1, wie aus Fig. 2 erkennbar ist, auch einen Steinfräser 17. Der Steinfräser 17 kann, bezogen auf den Schnittpunkt der beiden Achsen 8 und 11, ortsfest aufgestellt werden. Der Steinfräser 17 ist mit seinem Fräskopf 18 auch im wesentlichen auf den Schnittpunkt zwischen den beiden Achsen 8 und 11 ausgerichtet.

Der Übersichtlichkeit halber ist der Steinfräser 17 in Fig. 1 nicht dargestellt. Aus dem gleichen Grunde ist die Steinsäge 12 in Fig. 2 nicht dargestellt.

Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung einer Steinkugel aus einem Steinblock 3 näher beschrieben.

Zunächst wird ein Steinblock 3 zwischen den beiden Spitzen 7 des U-förmigen Trägers 5 eingespannt. Dann wird die Steinsäge 12 mit ihrem Sägeblatt 13 zugestellt und der Steinblock 3 wird um seine Drehachse 8, die bei dieser Arbeit parallel zur Drehachse des Sägeblattes 13 ausgerichtet ist, gedreht. Durch weiteres Zustellen der Steinsäge 12 entstehen in dem Steinblock 3 ringförmige Einschnitte 14. Die Ansteuerung der Steinsäge kann, wie an sich bekannt, über einen Mikroprozessor oder mittels einer Schablone gesteuert werden.

Nachdem die Tiefe des ersten ringförmigen Einschnittes 14 erreicht ist, wird das Sägeblatt 13 aus dem Steinblock herausgezogen, wonach die Steinsäge 12 auf dem Schiebeschlitten 15 in Richtung der Drehachse 8 um einen geringen Betrag weitergeschoben wird. Danach wiederholt sich der gesamte Vorgang, so daß zwischen zwei Einschnitten 14 eine Steinrippe 19 stehenbleibt.

Auf diese Weise wird der Steinblock 3 über seine gesamte Ausdehnung mit unterschiedlich tiefen Einschnitten versehen, deren Ende bereits eine Grobkontur einer Kugel markiert.

Anschließend werden in üblicher Weise die Steinrippen 19 abgeschlagen, so daß ein Kugelrohling entsteht. Der Rohling weist eine Gestalt auf, wie sie in Fig. 2 noch an der rechten Seite der Steinkugel 2 zu erkennen ist.

An diesen Kugelrohling wird nun der Steinfräser 17 angestellt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Rohling wird bei arbeitendem Fräser 17 sowohl um die Drehachse 8 wie auch die vertikale Achse 11 gedreht, so daß der Rohling mit seiner gesamten Oberfläche, bis auf die Einspannstellen an den Spitzen 7 des U-förmigen Trägers 5, an dem Fräskopf 18 des Steinfräsers 17 vorbeigeführt wird. Diese Drehbewegungen um die Drehachse 8 und die Achse 11 können von Hand ausgeführt werden, oder durch einen hier nicht dargestellten Antrieb.

Die Stellen des Kugelrohlings, die an dem Fräskopf 18 vorbeigeführt wurden, sind bereits kugelförmig ausgebildet, wie aus der linken Hälfte der in Fig. 2 dargestellten Steinkugel 2 zu erkennen ist.

Um die Steinkugel 2 vollständig fertigzustellen, brauchen lediglich die Einspannstellen der Steinkugel an den Spitzen 7 geändert zu werden, so daß die Einspannstellen ebenfalls durch den Fräser abgearbeitet werden können.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einem Steinblock 3 eine vollständige Steinkugel 2 hergestellt werden kann, die über ihre gesamte Kugeloberfläche denselben Krümmungsradius aufweist. Die Kugel läßt sich ohne allzu aufwendige Vorrichtungen herstellen, was insbesondere für die Herstellung besonders großer Kugeln, die ein Gewicht von mehreren Tonnen aufweisen können, wichtig ist.

Als Nachbearbeitungswerkzeug kann anstelle eines Fräsers auch eine Schleifeinrichtung verwendet werden. Die Einschnitte 14 können in den Steinblock 3 anstatt mit einer Steinsäge 12 auch mit einem Fräser od. dgl. ausgeführt werden.

Obwohl das Verfahren vorstehend so beschrieben ist, daß das Bearbeitungswerkzeug nach dem Herstellen des Kugelrohlings ausgetauscht wird, also Steinsäge gegen Steinfräse, ist es auch möglich, das Sägeblatt der Steinsäge einfach durch einen breiteren Scheibenfräser zu ersetzen, so daß nur eine Bearbeitungsmaschine vorgesehen zu werden braucht. Man spart sich so die zweite Werkzeughaltung.

An dem Fräser 17 könnte anstelle des Fräskopfes 18 auch eine Schleifscheibe angebracht werden, mit der die Oberfläche der Steinkugel fertiggeschliffen werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung einer Steinkugel aus einem Steinblock, bei dem der Steinblock zur Herstellung eines Kugelrohlings entsprechend einer vorgegebenen Kontur mehrfach eingeschnitten wird und die stehengebliebenen Steinrippen abgebrochen werden, wonach der Kugelrohling zur Erzielung der Kugeloberfläche nachbearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelrohling zur Nachbearbeitung um zwei sich schneidende, senkrecht zueinander stehende Achsen (8, 11) gegenüber dem Nachbearbeitungswerkzeug (17) gedreht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steinblock (3) zur Erstellung des Kugelrohlings beim Schneiden der Steinrippen (19) um eine quer zur Einschnittrichtung angeordnete Achse (8) gedreht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelrohling zum Nachbearbeiten an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen seiner Oberfläche in eine Aufhängung (4) eingespannt und zum Nachbearbeiten der Einspannstellen umgespannt wird.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Aufhängung (4) für den Kugelrohling, mit einem U-förmigen Träger (5), der an den freien Enden seiner Schenkel (6) miteinander fluchtende, eine Drehung des Kugelrohlings um eine im wesentlichen horizontale Achse (8) erlaubende Spitzen (7) aufweist und dessen Steg (9) auf einer um eine im wesentlichen vertikale, die horizontale Achse (8) schneidende, Achse (11) drehbaren Drehscheibe (10) angeordnet ist, und durch ein Nachbearbeitungswerkzeug (17), das, bezogen auf den Schnittpunkt beider Achsen, ortsfest aufstellbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Steinsäge (12) zur Erstellung des Kugelrohlings, die auf einem Schiebeschlitten (15) parallel zur Drehachse (8) verschieblich und in Richtung quer zu der Drehachse (8) zustellbar angeordnet ist.






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