Projekt 16462/01

Weiterentwicklung eines Meißelsystems zur gesundheitsschonenden und effizienten Bearbeitung von Stein

Projektträger

Hydro Link GmbH
Gewerbestr. 11
88636 Illmensee
Telefon: 07558/1208

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Bearbeitung von Stein oder steinartigen Materialien, wie z.B. Beton, Putz oder Fliesen, erfolgt mit Meißeln, die in Schlaghämmer eingespannt werden. Konventionelle Meißel mit keilförmiger Schneide besitzen den Nachteil, dass sie aufgrund der Härte des bearbeiteten Materials in kurzer Zeit stumpf werden. Anstatt der beabsichtigten Bearbeitung mit einer geschärften Schneide resultiert ein Zertrümmern mit einem eher flächig angreifenden Meißel, was zu hohen und gesundheitsbelastenden Rückschlagkräften und Vibrationen führt, die Gefahr von Abrutscheffekten birgt und unnötig hohe Lärm- und Staubemissionen freisetzt.
Als wesentliches Entwicklungsziel ist ein Beitrag zur Humanisierung handwerklicher Tätigkeiten bei der Steinbearbeitung anzuführen, indem durch ein neuartiges Meißelsystem die Rückschlagkräfte durch effektiveren Energieeintrag in das Material gesenkt, die Staubemissionen durch stückigeren Materialabtrag reduziert und die Lärmbelastungen durch selbstschärfende Meißelspitzen gemindert werden. Zugleich wird eine Energieeinsparung und Ressourcenschonung erreicht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenGrundlage zur Realisierung dieser Zielsetzung ist ein Patent für ein neuartiges Meißelsystem, das aus mehreren auswechselbaren Rundschaftmeißeln besteht, die im Werkzeugkopf drehbar gelagert sind. Die Meißel wirken über eingelötete Hartmetallspitzen punktförmig auf das bearbeitete Steinmaterial ein. Da die drehbare Lagerung der Meißel im Kopf einen Freiheitsgrad einräumt, schärfen sich die Rundschaftmeißel durch Drehbewegungen beim Arbeiten selbständig nach.
In dem Projekt sollte das neuartige Meißelsystem im Hinblick auf Festigkeit, Funktionalität und Anwendungsbereiche weiterentwickelt werden. Dazu sollten neue Konzepte entwickelt, Fertigungsverfahren untersucht und (teil-)automatisierte Anwendungen erschlossen werden. Das neuartige Meißelsystem sollte in drei Produktklassen entwickelt werden: Für den professionellen Bereich handgeführter Werkzeuge mit Schlaghämmern über 5,5 kg (Profi-Version), in größerer Ausführung (Maxi-Version) für den Einsatz mit Frontladern oder Minibaggern im (Groß-)Baustellenbereich und schließlich als kleineres Meißelsystem für den Hobby- und Heimwerkerbereich (Mini-Version), um den großen Markt privater Sanierungstätigkeiten zu erschließen. Für alle drei Produktklassen sollten praxistaugliche Lösungen für eine hochfeste Verbindung zwischen Werkzeugkopf und -schaft als auch eine zugleich hochbelastbare wie flexible Halterung der Meißel gefunden werden.


Ergebnisse und Diskussion

Die Entwicklungsarbeiten wichen insofern von der Arbeitsplanung ab, als dass hauptsächlich die Profi-Version für den Einsatz mit handgeführten Werkzeugen entwickelt und optimiert wurde. Ursachen waren der tragische Unfalltod des Projektleiters, eventuelle Patentverletzungen im Bereich der Maxi-Version, Schwierigkeiten beim Erwerb neuer qualifizierter Mitarbeiter sowie der schleppende Verlauf der Markteinführung der Profi-Version.
Dennoch ist im Ergebnis ein ausgereiftes Werkzeug für den professionellen Arbeitsbereich entstanden, mit dem die Produktivität gegenüber konventionellen Meißeln je nach Anwendungsgebiet um 50% und mehr gesteigert werden kann. In einer Arbeitsplatz-Vibrationsanalyse wurde nachgewiesen, dass das neuartige Meißelsystem gegenüber konventionellen Meißeln, die mit Schlaghämmern betrieben werden, die Vibrationsbelastung des Hand-Arm-Systems um über 50 % senkt. Der Schallpegel der Geräuschimmissionen am Arbeitsplatz kann je nach Anwendung mehr als halbiert werden. Die Staubbelastung sinkt ebenfalls nachweislich.
Im Gegensatz zu Breitmeißeln dringt das neuartige Werkzeug genau an der Stelle in das Material ein, wo es angesetzt wird. Es rutscht nicht ab und kann viel leichter geführt werden. Ein sicheres und ermüdungsfreieres Arbeiten wird möglich. Im Vergleich zu Flachmeißeln erzielt die Kralle z. B. beim Putzabbau und beim Abstocken eine bessere Wiederaufbaufläche, die beim Einsatz konventioneller Meißel erst in einem weiteren Arbeitsgang hergestellt werden muss.
Als wichtiges Vorhabensergebnis ist auch die Fertigungstechnik für das neuartige Meißelsystem anzuführen, die als innovativen Verfahrensschritt eine spezielle Form des Reibschweißens der Kopf-Schaft-Verbindung vorsieht und dadurch eine adäquate Festigkeit erzielt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Zielgruppe des neuartigen Meißelsystems sind Bauunternehmen aller Art. Zur Verbreitung der Projektergebnisse wurden folgende Maßnahmen unternommen:
· Einbindung der Zielgruppe durch Weitergabe von Prototypen des neuartigen Meißelsystems an Pilotkunden mit der Auflage, dass Rückkopplungen aus der praktischen Anwendung geliefert wurden, die zum Ausmerzen von Kinderkrankheiten und für die Optimierung des Meißelsystems genutzt wurden.
· Einrichtung einer Internet-Seite unter http://hydro-link.de/
· Direktansprache einer Vielzahl von Bauunternehmen, Handwerkern und anderen potentiellen Kunden mit einem Informationsblatt zur Meißelkralle.
· Präsentationen auf der BAUMA-Messe 2001 in München, auf einer Messe für Industriebödensanierung in Feuchtwangen und auf dem Gewerbetag am 15.09.01 in Illmensee.


Fazit

Die Entwicklungsarbeiten zielten auf folgende Vorteile gegenüber dem Einsatz konventioneller Meißel mit Schlaghämmern: Die Rückschlagkräfte durch einen effektiveren Energieeintrag in das Material zu senken, die Staubemissionen durch stückigeren Materialabtrag zu reduzieren und die Lärmbelastungen zu senken sowie durch selbstschärfende Meißelspitzen die Standzeiten zu verlängern. Diese Ziele wurden in bemerkenswertem Umfang erreicht. Das Prinzip der drehbaren Meißellagerung für die Steinbearbeitung mit manuell geführten Werkzeugen hat sich bewährt.
Obwohl das neuartige Meißelsystem eine Vielzahl (umwelt-)technischer und arbeitsphysiologischer Vorteile besitzt, die nicht von der Hand zu weisen sind, und trotz einer konkurrenzfähigen Preisgestaltung verläuft die Vermarktung bisher schleppend. Es ist als Erfahrung aus dem Projekt festzuhalten, dass es für ein mittelständisches Unternehmen sehr schwierig ist, eine solche Neuentwicklung am Markt einzuführen und erfolgreich zu verkaufen.
Als künftig für nötig erachtete Arbeiten ist die Weiterentwicklung des Meißelsystems für den Heimwerkerbereich (Mini-Version) und den Bereich der mechanisierten Werkzeugführung (Maxi-Bereich) zu nennen. Auch für diese Bereiche sind mit dem neuartigen Meißelprinzip wesentliche Produktivitätssteige-rungen sowie erhebliche Lärm- und Staubminderungen zu erwarten.