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Titel: Verfahren zur Herstellung von Säulen oder
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Hohlsäulen aus Naturstein und nach dem Verfahren hergestellte Säulen
oder Hohlsäulen
Verfahren zur Herstellung von Säulen oder Hohlsäulen
aus Naturstein und nach dem Verfahren hergestellte Säulen oder Hohlsäulen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Säulen oder Hohlsäulen aus Naturstein
sowie nach dem Verfahren hergestellte Säulen oder Hohlsäulen, insbesondere zur Verwendung
als Bauelement.
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Bekannt sind Säulen oder Träger, zusammengesetzt aus Hohlkörpern,
beispielsweise zur Verwendung als Licht-oder Hochspannungsmaste, welche durch eine
Ausfüllung der Hohlkörper mit Beton oder Stahlbeton zu starren Körpern miteinander
verbunden sind (DE-PS 907 586).
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Bekannt ist weiter ein Verfahren zum axialen Verbinden von Stützen
aus vorgefertigten Rohren und einem Ortbetonkern unter Verwendung von bügelförmigen
Bewährungseinlagen (DE-AS 12 55 895).
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Einen ähnlichen Aufbau zeigt auch eine bekannte Stütze mit einem Mantel
aus Stahl und einem Betonkern, wobei dieser aus einem Beton besteht, der sich beim
Abbinden durch ein Treibmittel ausdehnt (DE-PS 19 00 773).
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Die bekannten Verfahren zur Herstellung von mit Beton oder Eisenbeton
verstärkten, säulenartigen tragenden
Bauelementen beruhen demnach
zumeist auf der Verwendung eines oder mehrerer Stahlmäntel als bleibender Schalung,
die vom Betonkern zusammengehalten sind.
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Ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Säulen oder gar
Hohlsäulen aus Naturstein ist beim Stand der Technik nicht bekannt.
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Massive Steinsäulen werden bislang aus eckigen Bruchsteinblöcken durch
Abschlagen der Längskanten in handwerklicher Steinmetzarbeit hergestellt. Dabei
werden vielfach auch moderne Steinschneidwerkzeuge wie Diamantsägeblätter und ähnliche
verwendet, und damit die Kanten des Bruchblockes soweit abgetragen, bis nahezu eine
Säulenform erreicht ist. Danach wird die Vollsäule mit Schleifgeräten und Schleifmitteln
in gewünschter Weise weiter bearbeitet. Solche Arbeitsverfahren sind äußerst lohnintensiv
und daher kostenträchtig.
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Weiterhin eignen sich massive Natursteinsäulen nicht immer als tragende
Bauelemente für größere Lasten, weil ihrer Festigkeit und damit Belastbarkeit einerseits
Grenzen gezogen sind, und andererseits durch Inhomogenitäten oder Störungen im Gefüge
definierte Werte nicht zuzuordnen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
von Säulen oder Hohlsäulen aus Naturstein anzugeben, mit dessen Hilfe derartige
Säulen oder Hohlsäulen in wirtschaftlich vorteilhafter Weise und damit kostengünstig
hergestellt werden können. Nach dem Verfahren hergestellte Säulen, insbesondere
Hohlsäulen, sollen sich zur Verwendung als Bauelemente, fallweise als tragende Bauelemente
zur Aufnahme größerer Lasten statisch eignen.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt bei der Herstellung von Säulen oder
Hohlsäulen aus Naturstein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß ein säulenförmiger
Körper unter Anwendung eines an sich bekannten Schneidverfahrens mit einem schleifmittelführenden
Schneidseil, welches entlang einer Schnittfläche durch den Stein gezogen wird, in
einem kontinuierlichen Arbeitsgang aus dem vollen Material des Steines herausgeschnitten
wird.
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Vorteilhaft wird durch das Schneiden mit dem Schneidseilverfahren
das Herausschlagen vermieden und damit das Natursteinmaterial geschont, weil dieses
vielfach schlagempfindlich ist. Dadurch, daß die Herstellung in einem kontinuierlichen
Arbeitsgang aus dem vollen Material geling, wird die Arbeitszeit wesentlich verkürzt
und der Arbeitsaufwand und damit die Kosten erheblich gesenkt.
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Darüber hinaus erbringt das Herstellungsverfahren nach der Erfindung
eine sehr exakte Formgebung der damit gefertigten Säulen und Hohlsäulen. Als Säule
bzw. Hohlsäule werden im Zusammenhang mit der Erfindung rotationssymmetrische, langgestreckte
zylindrische oder leicht konische Körper verstanden.
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Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß zur Herstellung einer
Hohlsäule in einem ersten Arbeitsgang eine volle Säule aus dem Stein geschnitten,
und daß aus der vollen Säule in einem zweiten Arbeitsgang ein koaxialer Kern herausgeschnitten
wird.
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Dieses Verfahren hat neben seiner großen Wirtschaftlichkeit den weiteren
Vorteil, daß auch der Säulenkern als Ganzes erhalten bleibt und weiter verwendet
werden kann, im Gegensatz zu einem Verfahren nach dem Stand der Technik, bei welchem
bei der Herstellung einer hohlen Säule der Kern herausgebohrt wird und folglich
nur
Bruchmaterial übrig blieb.
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In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß der Naturstein
oder die volle Steinsäule bei der Herstellung einer Säule oder Hohlsäule entlang
einer zylindermantelförmigen Schnittfläche nach Maßgabe der Schnittgeschwindigkeit
um deren gedachte Mittelachse gedreht wird.
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Zu diesem Zweck ist mit Vorteil vorgesehen, daß der Stein bzw. die
volle Säule in einer Drehvorrichtung um die gedachte Mittelachse der rotationssymmetrischen
Schnittfläche drehbar aufgenommen, in Drehung versetzt und mit der vorgesehenen
Schnittfläche am parallel zur Mittelachse ortsunveränderlich bewegten Schneidseil
geführt wird.
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Weiter sieht das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorteil vor, daß in
Vorbereitung des ersten Arbeitsganges ein Anschnitt des Natursteinstückes mit dem
Schneidseil von außen in radialer Richtung bis zum vorgesehenen radialen Abstand
der Schnittfläche von der Mittelachse des auszuschneidenden Körpers vorgenommen
wird.
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Zur Herstellung einer Hohlsäule wird in Vorbereitung des zweiten Arbeitsganges,
nämlich des Herausschneidens eines Kenres, so vorgegangen, daß eine Bohrung entlang
der vorgesehenen Schnittfläche des Kerns durch den Stein gebohrt wird, daß das Schneidseil
mit einem Trum durch die Bohrung hindurchgeführt und endlos gemacht und in eine
Schneidbewegung entlang der Schnittfläche versetzt wird.
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Vorteilhaft wird eine nach dem Verfahren hergestellte Hohlsäule, insbesondere
zur Verwendung als Bauelement, innen mit einer stabilisierenden, festigkeitserhöhenden,
mit anderen Bauelementen verbindbaren Auskleidung ver-
sehen.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, daß die Hohlsäule aus Naturstein innen
mit einer Schicht aus hochfestem, vorzugsweise teilelastischem, vergießbarem, selbsthärtbarem
Kunststoff wie Epoxidharz beschichtet und der restliche Hohlraum mit Beton verfüllt
ist, in dem gegebenenfalls eine Stahlarmierung eingelassen ist.
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Die Innenwandbeschichtung der Hohlsäule kann auch aus dauerelastischem
Silikonkautschuk bestehen. Durch die Innenwandbeschichtung wird vermieden, daß sich
ein Arbeiten der Betonfüllung auf den Natursteimantel überträgt. In der erfindungsgemäßen
Ausbildung behält die Säule nach außen hin ihre Natursteinoptik, besitzt aber gleichzeitig
den Festigkeit eines Betonständers.
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Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren sowie nach dem Verfahren
hergestellte Säulen und Hohlsäulen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Ansicht eines rohen Natursteinblockes zu Beginn des ersten Arbeitsganges
beim Ausschneiden einer massiven Säule, Figur 2 den Beginn des zweiten Arbeitsganges
bei der Herstellung einer Hohlsäule aus der massiven Säule, Figur 3 eine Ansicht
des Oberteils einer Naturstein-Hohlsäule mit einer inneren Runststoffbeschichtung
und einer Betonkernfüllung mit Stahlarmierungselsen.
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Figur 1 zeigt einen säulenförmigen Natursteinblock 2 mit annähernd
quadratischem Querschnitt, der, wie in der Figur durch die Pfeile 3 und 3' angedeutet,
von einer
Einspannvorrichtung um die Mittelachse x - x drehbar
gehalten ist. An der Oberseite des Blockes 2 ist ein schlitzförmiger Anschnitt 5
erkennbar, den das zur Mittelachse x - x parallele Schneidseil 6 in den Block eingeschnitten
hat. Das Schneidseil 6 wird dabei mit relativ großer Geschwindigkeit unter Mitnahme
von Schleifmitteln in gespanntem Zustand in Richtung des Pfeiles 7 gezogen, wobei
im Stein eine Schnittfläche erzeugt wird. Als Schleifmittel wird beispielsweise
ein Korund/Wasser-Gemisch verwendet, wie dies in der Steinbruchindustrie bekannt
ist.
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Um aus dem Natursteinblock- 2 eine kompakte Säule herauszuschneiden,
wird der Block 2 in der Einspannvorrichtung um seine Mittelachse x - x in Pfeilrichtung
langsam gedreht, wobei das Schneidseil seine Lage bezüglich der Mittelachse x -
x nicht verändert. Die vorgesehenen Schnittlinien sind durch die gestrichelt dargestellten
Linienzüge 8, 8' am Natursteinblock 2 markiert. Die Drehung des Blockes in Pfeilrichtung
erfolgt in Übereinstimmung mit der Schnittgeschwindigkeit des Schneidseiles 6 entlang
dem gestrichelten Linienzug 8, 8'.
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Figur 2 zeigt eine nach Beendigung des ersten Arbeitsganges gemäß
Figur 1 erhaltene, kompakte Natursteinsäule 9. Zur Herstellung einer Hohlsäule aus
der Natursteinsäule 9 wird parallel zur Mittelachse.x - x der Säule 9 eine Bohrung
10 der Länge nach durch die Säule 9 gebohrt. Die Bohrung 10 liegt auf der Mantelfläche
des auszuschneidenden Säulenkerns 12. Durch die Bohrung wird das Schneidseil 6 hindurchgeführt
und in gleicher Weise wie in Figur 1 in Richtung des Pfeiles 7 unter Mitnahme von
Schneidmitteln bewegt. Dabei wird die in der Einspannvorrichtung gehaltene Säule
9 wie in Figur 1 langsam um ihre Mittelachse x - x in Pfeilrichtung gedreht.
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Durch die gestrichelten Linienzüge 11, 11' ist die vorgesehene rotationssymmetrische
Schneidfläche angedeutet,
durch welche das Kernstück 12 aus der
massiven Säule 9 herausgeschnitten wird.
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Figur 3 zeigt in perspektivischer Ansicht den oberen Teil einer Naturstein-Hohlsäule
19. Diese ist auf ihrer Innenfläche mit einer Kunststoffbeschichtung 1 versehen.
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Der restliche Hohlraum der Säule 19 ist mit e-inem Betonkern 20 ausgefüllt.
Der Betonkern 20 ist mit Armierungseisen 21 verstärkt, welche zum Anschluß an beliebige
weitere Bauteile aus dem Betonkern 20 herausgeführt sind.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich erstmals mit wirtschaftlichen
Mitteln massive sowie hohle Natursteinsäulen herstellen. Dabei wird das Natursteinmaterial
infolge Vermeidung von Schlagbeanspruchung bei konsequenter Anwendung von Schneidmitteln
äußerst- schonend behandelt. Infolgedessen gelingt auch die Herstellung monolithisch-einstückiger
Säulen und Hohlsäulen aus beliebigen Steinmaterialien.