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Sie dreht sich doch
Ein Kugelbrunnen entsteht
Autor: Klaus Grasl

 
Wie jedes Jahr, wurden auch 2003 beim Treffen der Schleifergruppe  interessante Vorträge gehalten. Da das Jahr unter dem Motto des Kugelschleifwettbewerbs stand (siehe Beitrag "eine runde Sache"), waren einige Themen speziell darauf ausgerichtet. So erfuhren wir von Karl Fischer einiges über generelle Fertigungsmöglichkeiten und Maschinen zur Kugelfertigung. Ebenso berichteten  Dr. Johann Wierer und Karl Kuttner über ihre speziellen Methoden und wie sie Schritt für Schritt und teilweise über jahrelange Praxiserfahrungen ihre Techniken verfeinerten und perfektionierten. 
Ein außergewöhnlicher Glücksgriff im Hinblick auf die Planung und Organisation der Vorträge gelang Hrn. Zeitvogel (Vorsitzender der Schleifergruppe) in der Gewinnung von Hrn. Wrede zu dessen Vortrag. 
Hr. Wrede ist Fachlehrer an der Berufschule für Naturwerksteinmechanik(er) in Eichstätt und erläuterte uns, nach welcher Methode  seine Schüler im Praxisteil des Unterrichts Kugeln fertigen. Darüber hinaus wurde aufgezeigt, dass die gefertigten Kugeln nicht das Endprodukt sind, sondern in Weiterführung ihre Vollendung erst im Kugelbrunnen finden. 
Im Märchen würde es an dieser Stelle lauten: " Da war es nun um ihn geschehen ....." 
Ganz so schlimm war es dann doch nicht, aber eine Idee war geboren und irgend etwas ganz tief im Hinterkopf schrie ab jetzt unerlässlich "Kugelbrunnen! Kugelbrunnen! Kugelbrunnen! ......."

Manchmal lassen sich Ideen schnell umsetzen. Bei dieser aber war kein Ansatzpunkt zu einer schnellen Realisation in Sicht. Weder das Ausgangsmaterial für das Brunnengefäß, noch die nötigen Schneidevorrichtungen und Utensilien waren in greifbarer Nähe. So blieb nur die Hoffnung, dass das Thema Kugelbrunnen auf breites Interesse fiel und so als eines der Themen in der Planung der Gruppenaktivitäten für 2004 Platz finden würde. "Gemeinsam wird's vielleicht einfacher", waren so die Gedanken und möglicherweise kommt dann, bei dieser Gelegenheit auch eine Exkursion zur Berufschule zustande. Wurde uns in dem Vortrag nicht auch etwas erzählt von Einrichtungen, welche eine Schnittgeschwindigkeit von 6-8 Metern pro Minute in 2-3 cm dicken Steinplatten ermöglichen. Alleine solche Aussagen bringen einen Amateur an den Rand seiner Vorstellungskraft. Darüber hinaus gab's da noch viele Mitbringsel von Hrn. Wrede, welche eine große Bereicherung für unsere Weihnachtstombola darstellten. Möglicherweise liegen da noch Reste herum, die niemand verwenden kann und welche vielleicht auf günstigen Erwerb warten?
Da kamen bei Nacht, ehe man´s gedacht.......
Nein, nicht die Heinzelmännchen..., sondern ein Anruf von Hrn. Zeitvogel 
Mehr nebenbei wurde erwähnt, dass Hr. Wrede in Eichstätt einen VHS-Kurs gibt bei dem es um die Bearbeitung von Natursteinen geht. "Eichstätt! das sind ja mehr als 100 km von München aus", schoss es mir durch den Kopf, "was soll ich den da?". Wen wundert's? - plötzlich war sie wieder da, die Stimme, im Hinterkopf und schrie lauter den je "Kugelbrunnen!!! Kugelbrunnen!!! Kugelbrunnen!!! .......

 
 
 
der VHS-Kurs in Eichstätt (gross 28KB) ich habe noch in der selben Stunde online via Internet gebucht und plötzlich lichteten sich die Nebel welche die Umsetzung des Kugelbrunnens verschleierten. Blieb nur noch die Ungewissheit, ob es denn auch möglich sei, im Kurs seine Wünsche zu verwirklichen, oder ob es ein starres Programm geben würde. Nicht so wichtig, denn schließlich steht im Kursprogramm etwas von Nudelbrett. Weihnachten war in sichtweite und nichts leichter als so ein Nudelbrett zum Keksbrett umzufunktionieren. Beim nächsten Treffen der Gruppe noch ein bißchen Werbung betreiben - das Schlimmste , was jetzt noch passieren könnte wäre, dass der Kurs wegen zu geringer Teilnehmeranzahl abgesagt werden würde - und dann warten, warten, warten .........

 

Eichstätt:
 
Alle Bedenken waren sofort ausgeräumt. Nachdem wir (von der Münchner Schleifergruppe waren 4 Leute anwesend) mit den anderen Teilnehmern von  Hrn. Wrede in Empfang genommen wurden, stellte er auch gleich die alles entscheidende Frage: Was wollt ihr machen? und 3 riefen:
Kugelbrunnen! Kugelbrunnen! Kugelbrunnen!
Blick in die Werkstatt:

Abb. 1 - die Werkstatt (groß 135KB)

Die große Schneidemaschine:

Abb. 2 - Brückensäge Löffler TB600 (groß 100KB)

Sie ist CNC gesteuert und erreicht Schnittgeschwindigkeiten bis zu 10 Meter pro Minute. Mit ihr ist es auch möglich, runde Platten zu schneiden. Dabei bleibt das Oberteil an einer Stelle positioniert, mit Vorschub nach unten und der Tisch (unter Staunen aller, die so etwas noch nie zu Gesicht bekommen haben) rotiert. 


Soweit war es aber noch nicht. Im ersten Schritt wurden uns von Hrn. Wrede nochmals einige grundlegende Dinge erklärt wie:
Verhältnis Kugel zu Brunnengröße,
Eintauchtiefe zu Kugeldurchmesser, Verhältnis von zur Verfügung stehender Zeit zu Vorhaben und somit der kleine Hinweis, dass die Zeit für einen kompletten Kugelbrunnen sehr wahrscheinlich nicht ausreicht. Außerdem wurde uns nahegelegt, für das Brunnengefäß weichen Stein (Kalk etc.) zu verwenden, da die Aussichten auf ein zeitliches Gelingen um so geringer werden, je härter der Stein ist.
Wir wollten es trotzdem versuchen. Schließlich könnten wir fehlende Arbeitsschritte mit den uns zur Verfügung stehenden Mitteln zu Hause nachholen. 
Zum Auftakt wurden wir von Hrn. Wrede durch das Steinlager der Berufschule geführt. Dabei klärte er uns über die verschiedenen Steinarten und deren Besonderheiten auf. Darüber hinaus wurde uns freie Auswahl auf das vorhandene Material angeboten. 
Angesichts des befürchteten Zeitmangels entschlossen sich die Kugelbrunnenbauer dazu, das Brunnengefäß aus einem Kalkstein zu fertigen. Nach Sichtigung des Steinlagers, entschieden wir uns für einen Eichstätter Plattenkalkstein. Material davon stand in bereits 2cm dicken vorgeschnittenen Platten zur Verfügung. So ersparten wir uns den ersten Arbeitsgang und konnten mit dem Zurechtschneiden der Seitenteile beginnen. 
Der Länge nach wurden die Seitenteile auf der großen Löffler (Abb. 2) zurechtgeschnitten. Für die Breitseite wurde die kleinere Schneidemaschine verwerdet (Abb. 3).

Abb. 3 - Frau Alt beim Arbeiten an der kleinen Säge (gross 105KB)

Im nächsten Schritt wurden die Breitseiten mit einer 45 ° Gehrung versehen (Abb. 4) -

Abb. 4 - Seitenteile mit Gehrung versehen (gross 111KB)

und natürlich auch kontrolliert (Abb. 5).

Abb. 5 - Kontrolle nach dem Schneiden (groß 97KB)

Dann ging es ans Verkleben von jeweils 2 Seitenteilen. Da es auch hierbei zu Fehlern kommen kann, wurden wir von Hrn. Wrede fachkundig darin eingewiesen.
Abb. 6 - Herr Wrede beim Erklären (gross 94KB)
Die verwendeten Kleber sind in Abb. 10 zu sehen. Es wurde dünnflüssiger und dickflüssiger Kleber gemischt, bis die Konsistenz etwa dem von dickfließendem Honig entsprach. Danach wurde Härter zugefügt und mit dem Kleber gut vermengt. Eile bei der Anwendung ist geboten, denn sobald sich kleine Knötchen bilden, beginnt die Aushärtung des Klebers und er kann nicht mehr verwendet werden.
Willi und Manfred in Aktion:

Abb. 7 - gut gerührt ist .... (gross 108KB)

Beim Verkleben der Seitenteile müssen diese sowohl horizontal (Abb. 8) wie auch vertikal (Abb. 9) genau im 90°  Winkel ausgerichtet werden.
Abb. 8 - Ausrichten horizontal (gross 101KB)Abb. 9 - Ausrichten vertikal (gross 100KB)
Zwei verklebte Seitenteile und der verwendete Kleber:
Abb. 10 - 2 Seitenteile verklebt (gross 108KB)
Es folgte das Verkleben der Seitenteile 3 und 4, das Zurechtschneiden der Bodenplatte (diese sitzt innen Abb. 11) und das Verkleben der Seitenteile mit der Bodenplatte.
Abb. 11 - Sitz der Bodenplatte (gross 4KB)
und dann sieht es so aus:
Abb. 12 - Seitenteile u. Boden geklebt (gross 106KB)
Überschüssiger Kleber wurde noch in nicht ausgehärtetem Zustand entfernt. Die geschah stellenweise unter Zuhilfenahme von Verdünnungsmittel.
Während der Aushärtungszeit von ca. 1 bis 2 Stunden konnten die Brunnenplatte und die ebenfalls benötigten Stützpfeiler gefertigt werden. Zur Verwendung kam wiederum  Eichstätter Plattenkalkstein, wobei die Dicke für die Brunnenplatte 5cm betrug.  Nach dem Zuschneiden der Stützpfeiler wurden diese auf der Bandschleifmaschine nachbearbeitet (Abb. 12).
Abb. 13 - Arbeiten an der Bandschleifmaschine (gross 108KB)
In Abb.12 ist auf der linken Seite einer der beiden großen Wasserfilter zu sehen. Schleifarbeiten wurden möglichst nahe an ihnen ausgeführt, um die Staubentwicklung einigermaßen in Grenzen zu halten. 
Willi beim Einsetzen der Stützpfeiler:

Abb. 14 - Setzen der Stützpfeiler (gross 119KB)

Diese wurden, wie die Seitenteile, ebenfalls geklebt.


Von Hrn. Wrede kam dazu wieder der entscheidende Hinweis, dass durch 3 Stützen (im Gegensatz zu 4) die Gefahr des Wackelns der Brunnenplatte vermieden werden kann. Abb. 29 zeigt den Brunnen mit Stützpfeiler.

 

Zu Abb. 12 bleibt noch zu erklären:
Natürlich bestand auch bei den anderen Kursteilnehmern Interesse an unserer Arbeit. Es kommt wohl nicht oft vor, dass sich Münchner zu einem VHS-Kurs nach Eichstätt verirren. Darüber hinaus noch mit dem Ansinnen einer Kugelbrunnenfertigung. Das führte notgedrungen zu Erklärungsbedarf, welcher aufgrund des Gehörschutzes und vorhandenen Lärms nicht immer leicht zufriden zu stellen war.
Im nächsten Schritt wurden die Seiten des Brunnengefäßes mit Schleifscheiben der Körnungen K100, K200 u. K400 verfeinert.  Der letzte Schritt: Das Brunnengefäß wird innen mit einem silikonhaltigen Mittel eingelassen. Dadurch wird einer möglichen Wasserdurchdringung durch Fugen und Steinporen vorgebeugt. 
Abb. 15 - Einlassen des fertigen Brunnengefäßes (gross 118KB)
Nach dem letzten Schritt darf das Brunnengefäß innerhalb 48 Stunden nicht mit Wasser in Berührung kommen, da es in diesem Fall  zu einer schadhaften Reaktion mit dem Silikon kommen kann.
Bilder am Rande:
Frau Alt beim Abrichten einer Platte:
 
 

Abb. 16 - runde Platte abrichten (gross 62KB)

Ein Obelisk entsteht:
 
 

Abb. 17 - ein Obelisk entsteht ... (gross 91KB)Abb. 18 - ... und wird bearbeitet (gross 121KB)






 

Es konnten auch diverse Findlinge geschnitten werden:
Abb. 19 - links Dolomit, rechts Nummulit (gross 129KB)
Der Dolomit (li.) ist ein Fundstück aus der Kundler (Tirol) Umgebung. Zu erkennen sind blaue Flecken aus Kupfersekundärmineralien.
Der Nummulit (re.) ist Fundstück aus dem Inngeröll

 
Abschlussbemerkung zum VHS-Kurs:
Meinen ganz besonderen Dank möchte ich hier an dieser Stelle Herrn Wrede aussprechen. Uns allen hat es sehr imponiert, mit welcher Ruhe, Gelassenheit und Engagement er auf die unterschiedlichsten Wünsche der einzelnen Teilnehmer eingegangen ist und versucht hat, diese zu erfüllen. Wir waren uns alle einig: Der nächste Kurs wird wieder mit uns stattfinden!
Wer Näheres zur staatlichen Berufschule in Eichstätt erfahren möchte kann dies unter:
http://www.berufsschule-eichstaett.de

Näher zur Ausbildung zum Naturwerksteinmechaniker(in) gibt es auf den Seiten des Bundesinstitut für Berufsausbildung unter:
http://www.bibb.de/redaktion/aweb/2003/naturwerk.htm

weiter ging es in Heimarbeit:
In Vorarbeit wurde eine Kugel bis zu dem im Beitrag "Eine runde Sache" beschriebenen Zwischenschritt gefertigt.
In diesem Stadium wurde die Kugel in die Brunnenplatte eingepasst.
Dazu wird im ersten Schritt die Kugelmulde aus der Brunnenplatte herausgearbeitet. Die Kugel soll eine Eintauchtiefe von 1/3 bis 1/4 ihres Durchmessers erreichen. Ein wenig Theorie dazu ist in Abb. 20 dargestellt.
Theorie zur Kugelmulde
Abb. 20 - Theorie zur Brunnenplatte (gross 16KB)
Die Brunnenplatte mit der mittigen 10mm Bohrung, dem eingezeichneten Muldenumfang und der angefertigten Muldenschablone:

Abb. 21 - Brunnenplatte mit Schablone (gross 114KB)

Herausarbeiten der Mulde mit einer diamantbesetzden Scheibe:

Abb. 21 - Brunnensenke gefräßt (83KB)

und Kontrolle mittels angefertigter Muldenschablone:

Abb. 22 - Kontrolle der Kugelmulde (gross 101KB)

Nach Erreichen der nötigen Eintauchtiefe (die Schablone darf am Boden nicht aufsitzen) wird mit dem Kugelrohling getestet (Abb.23 u. Abb. 24)
Kontrolle des Umfangs: 
Abb. 23 - Umfangkontrolle mit Kugel (gross 130KB)
und der Eintauchtiefe:
Abb. 24 - Eintauchtiefe kontrollieren (gross 132KB)
Im nächsten Schritt wird die Kugel mit Silizium-Karbid Schleifpulver Korngröße 80 in die Kugelmulde eingepasst (Abb. 25)
Einpassen der Kugel:
Abb. 25 - Kugel einpassen mit K80 (gross 133KB)
Dies geht so lange vonstatten, bis der obere Pass-Rand eine Breite von 3 - 5mm erreicht (Abb. 26)
der Pass-Rand:

Abb. 26 - Pass-Rand Brunnenloch eingeschliffen (gross 125KB)

dann wird das Bohrloch entgratet:

Abb. 27 - Bohrloch entgratet (gross 62KB)

im Anschluss klappert man einige Zoogeschäfte ab, bis man eine passende Aquariumpumpe findet. Die Randdaten dazu sind folgende:
ca. 8cm Kugeldurchmesser 750l/min
ca. 10 cm Kugeldurchmesser 1000l/min
ca. 12 cm Kugeldurchmesser 1200l/min
(l/min gibt die Durchflussmenge an)
Förderhöhe ca. 1,65 m
Die Auslassöffnung der Pumpe wird mittels Silikonschlauch (10mm Außendurchmesser bzw. 8mm Innendurchmesser) mit dem Brunnenloch verbunden (Abb. 28)
Montage der Pumpe:
Abb. 28 - Montage der Pumpe (gross 119KB)
Jetzt steigt die Spannung und das Brunnengefäß wird mit Wasser gefüllt (Abb. 29).
die Spannung und der Wasserstand steigen:
Abb. 29 - Brunnenbefüllung  (gross 79KB)
dann wurde die Brunnenplatte auf- und die Kugel eingesetzt und .....
die Enttäuschung war groß!!!!!!
außer einem Sprutzen des Wassers war keine Aktivität der Kugel zu verzeichnen.
Ein Bild von diesem Stadium wollte ich mir ersparen. Es folgte:
ein Tag mit grübeln...... noch ein Tag mit grübeln....
und dann der Entschluss, die Brunnenmulde unterhalb des Pass-Randes zu vertiefen. Mit der diamantbesetzten Scheibe wurde in Handarbeit (um den Pass-Rand nicht zu verletzen) die Brunnenmulde nach unten erweitert. Danach folgte: Ein weiterer Versuch, diesmal mit gedämpfter Erwartung.
Doch siehe da......
Abb. 30 - ich bin sprachlos... (groß 94KB)
  sie dreht sich doch!!!
und noch ein Bild ohne Blitz, damit man die Drehung erkennt:
Abb. 31 - ohne Blitz mit Drehung (gross 86KB)
 und dreht und dreht und dreht und ....
zum Beweis ein kleiner Film 
( avi DivX compresst 218KB)
(nach Aufruf des Links Bild anklicken)

der Beweis

eine kleine Aufstellung der Aufwände:
 
Aufwand Zeit Kosten Entfernung
Fahrt nach Kundl und retour für Kugelgrundmaterial
(Es wurden 3 brauchbare Steine gefunden, darum wird von den Aufwänden nur ein Drittel gerechnet.
 3 Stunden /3 = 1 Stunde 10 € Sprit 2x120km /3 = 80km 
Suche des Steins /3  4,5 /3 = 1,5 Stunden .. ..
VHS Kurs Eichstätt  3+7 = 10 Stunden  24 € Kursgebühr ..
2x Fahrt nach Eichstätt und retour   4x1,5 = 6 Stunden  53 € Sprit 4x107 km = 428km
Bearbeitung Brunnenloch  1,5 Stunde ... ...
Bearbeitung Kugel  8 Stunden  18 € Sprit 2x70 km = 140km
(Maschinen zur Bearbeitung der Kugel von Hrn. Zeitvogel aus Ingolstadt holen und zurückgeben) 
Pumpe ...  20 € ...
Gesamt
28 Stunden
125 €
648 km
Resümee:
Die Kosten des Kugelbrunnens belaufen sich auf 125€. Nicht gerechnet wurden die Fahrzeugabnutzung durch die angefallenen 648km Fahrstrecke, Kosten für benötigte Maschinen bzw. deren Abnutzung, diverses Schleifzubehör und dessen Abnutzung sowie der zeitliche Aufwand.

Die ganze Aktion hat mindestens 28 Stunden Freude bereitet. 125€/28Stunden entspricht einem Kosten Funfaktor von ca. 4,5 € pro Stunde. Wenn man bedenkt, wieviel man für eine Stunde Vergnügen bereit ist andersweitig Geld auszugeben (Kino, Theater, Shopping .... oder noch Exklusiveres) wars ein wirklich günstiges Unterfangen.


 
 
 
 
 

Anfragen können gestellt werden an den Vorsitzenden der Schleifergruppe:
Heinrich Zeitvogel
Scheffelstr. 11
D-85055 Ingolstadt
Tel.: 0841-956193
Fax: 0841-920133
e-mail


Last update 02.02.2004


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