Naturstein kann, unter Berücksichtigung seiner Entstehungsgeschichte, durch Verarbeitung, Werkstoffeigenschaften und Konstruktionsrichtlinien, eine technisch-wirtschaftliche Alternative zu den konventionellen Maschinenbauwerkstoffen wie Guss oder Polymerbeton darstellen.

In den Bereichen der Präzisionsmechanik – Messnormalie, Grundkörper von Messmaschinen – sind Produkte aus Naturstein das Maß der Dinge. Der natürliche Werkstoff zeichnet sich durch eine geringe Dichte, große Form- (Eigenspannungsfreiheit) und Langzeitstabilität, homogenes Gefüge, thermische Trägheit sowie einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aus.

Physikalische Eigenschaften

Die Formgebung erfolgt in der Regel durch eine spanende Verarbeitung – Fräsen, Bohren oder Schleifen – mit statisch unbestimmter Schneide. Ein typischer Arbeitsablauf nach der Anlieferung der Tranche und erfolgter Eingangskontrolle umfasst die Arbeitsschritte: Schleifen, Kantenbrechen, Fräsen/Bohren, Reinigen, Einkleben von Insertparts, Endbearbeitung (Läppen) in klimatisierten Messräumen (Temperaturstabilität: +/- 0,1 °C in 24 h).

Um eine gewünschte, reproduzierbare Genauigkeit zu erreichen, ist eine Grundvoraussetzung, dass während des gesamten Herstellungsprozesses bis hin zur Aufstellung beim Endkunden identische Aufstellpunkte definiert sind. Die Aufstellung kann auf Einzelstützen, Schränken oder Gestellen erfolgen, die für die vorhandenen Belastungen ausgelegt sind (siehe OELZE-Katalog PDF). Auf drei definierten Punkten (Auflagepunkte) wird das Bauteil spannungsfrei nivelliert. Alle übrigen Stellelemente werden als Kippsicherung von Hand beigestellt.

In der Praxis gelangen die verschiedensten Natursteine zur Anwendung. In der Regel handelt es sich um Tiefengesteine, da diese über ein dichtes und homogenes Gefüge verfügen.

Für Mess- oder Präzisionswerkzeug findet der südafrikanische Gabbro Impala vornehmlich Anwendung.

Halbzeuge für die Herstellung, der oftmals plattenförmigen Bauteile, sind Rohblöcke, die im Tagebau aus dem Felsmassiv gesprengt werden. Diese Rohblöcke werden von der Sprengkruste befreit und in Scheiben (sogenannten Tranchen) aufgeschnitten.

Diese Tranchen werden von uns – entsprechend Ihrer Wünsche oder Forderungen – weiterverarbeitet. Sollten Sie noch keine Erfahrungen im Umgang oder der Konstruktion mit Hartgestein haben, fordern Sie uns. Wir beraten Sie bei der Erstellung einer wirtschaftlichen und werkstoffgerechten Konstruktion.

Unser Engineering Know-How beschränkt sich nicht nur auf dem Hartgestein. Wir beraten und unterstützen Sie auch bei dem Aufbau kompletter Fertigungssysteme und Werkzeugmaschinen. Wir können monolithische Bauteile bis zu einer Länge von 10 m bzw. einer maximalen Breite von 2,20 m bearbeiten. Baugruppen bis zu 25 t können in unserem Werk problemlos montiert werden.

Andere Natursteine die zur Anwendung gelangen sind z. B. (mit ihren Handelsnamen) Silverstar, Tarngranit, Diabas, Kuru Grey. Bei der Auswahl des für Ihren Anwendungsfall optimalen Werkstoffes beraten wir Sie gerne.

Um einen Werkstoff möglichst effizient – in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht – zu nutzen, bedarf es einer werkstoffgerechten Konstruktion. Diese Konstruktion berücksichtigt nicht nur die physikalischen Eigenschaften des Werkstoffs, sondern vielmehr auch dessen Entstehungsgeschichte oder Urform. Stahl- oder Gusskonstruktionen werden oftmals als dünnwandige oder verrippte Konstruktion ausgeführt. Im Gegensatz dazu kommt Naturstein aus „dem Vollen“.

Der Rohblock liegt in der Regel kubisch vor, ebenso wie die Tranchen. Bei einer resourcengerechten, wirtschaftlichen Konstruktion wird versucht, jede nachträgliche Spanabnahme zu minimieren. Natürlich ist es mit unserem modernen Werkzeugpark möglich, dünnwandige Bauteile herzustellen, jedoch bedarf es hier einer gezielten Kraftflussanalyse, um den Werkstoffeigenschaften gerecht zu werden bzw. eine Rissgefahr zu vermeiden.

Reproduzierbare Ebenheitsabweichungen von 0,001 mm auf 1 m² sind durch das Läppen erreichbar. Neben den Aufstellbedingungen müssen hierfür aber auch extreme thermische Randbedingungen eingehalten werden.

Verbindungstechniken

An einem Hartgesteinbauteil stehen zwei Arten der Befestigungstechnik zur Verfügung:

a) lösbare Schraubverbindung

Für eine Schraubverbindung stehen verschiedenste Prinzipien zur Verfügung.

Gewindeeinsätze, die in dem Hartgestein geklebt werden, müssen, um das zulässige Drehmoment ertragen zu können, mit einem definierten Randabstand (siehe Tabelle) eingeklebt werden. Wird der Randabstand unterschritten, besteht Rissgefahr.

b) nichtlösbare (bzw. zerstörend lösbare) Klebeverbindung

Klebeverbindungen stellen eine einfache und schnell zu verwirklichende kraftschlüssige Verbindung dar. Je nach Anwendungsfall kann ein vollflächiges Kleben oder ein Kleben durch das Füllen von Klebespalten zum Einsatz gelangen.

In der Praxis eingebürgert haben sich auch Mischformen der beiden Verbindungsarten. Bauteile werden zueinander ausgerichtet und mit der Schraubverbindung fixiert, in Klebespalten oder Fugen wird dann der Kleber nachträglich aufgetragen. Diese zusätzliche Fixierung wird oftmals bei dynamisch belasteten Baugruppen gewählt.