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Die
Erfindung bezieht sich auf einen dreidimensionalen Gegenstand, insbesondere
ein Gebrauchs- oder Kunstgegenstand, der aus einem nachwachsenden
Rohstoff besteht, wobei der nachwachsende Rohstoff hohle Stängel
einer Pflanze sind, die in Teilstücke geschnitten und parallel
zueinander angeordnet und miteinander verklebt sind.
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Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung
des dreidimensionalen Gegenstandes aus den hohlen Stängeln
einer Pflanze, die geerntet, getrocknet, in Teilstücke
geschnitten und parallel zueinander geschichtet und verklebt werden.
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Dreidimensionale
Gegenstände können ein Halbzeug sein, wie beispielsweise
eine Bauplatte, die zur Weiterverarbeitung vorgesehen ist. Dreidimensionale
Gegenstände können aber auch Endprodukte sein,
wie es beispielsweise Gebrauchs- oder Kunstgegenstände
für den täglichen Bedarf sind. Dazu gehören
auch Einrichtungsgegenstände wie Möbel und Dekorationen.
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Es
ist bekannt, derartige dreidimensionale Gegenstände aus
Metall, Kunststoff oder einem Naturwerkstoff herzustellen. Dabei
erfreut sich Holz als nachwachsender Rohstoff einer großen
Beliebtheit.
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Die
Bearbeitung von Holz erfolgt überwiegend zerspanend, was
einen erheblichen Aufwand verlangt und einen erheblichen Anteil
an Abfall mit sich bringt. Außerdem steht Holz auch nicht
unbegrenzt zur Verfügung und so wird Holz im Allgemeinen
sehr sparsam eingesetzt. Es gibt daher bereits Bestrebungen, andere
nachwachsende Rohstof fe wie Bambus, Hanf, Hopfen und Gräser
einer diesbezüglichen Verwendung zu zuführen.
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So
ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 012 458 B4 bekannt, Matten, Platten,
Hohlkörper und Formteile aus den Stängeln des
Hopfens herzustellen. Dazu wird vorgeschlagen, die Stängel
des Hopfens vorzugsweise in ihrer gewachsenen Länge zu trocknen
und unter Zuhilfenahme eines Bindemittels der Länge nach
zu einem dreidimensionalen Gebilde zu pressen. Derartige Gebilde
sind aber nicht sehr ansehnlich und besitzen auch wegen der längs
verlaufenden Faserrichtung der Stängel keine große Tragfähigkeit.
Sie sind daher nur als Halbzeug in einem begrenzten Einsatzbereich
verwendbar.
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In
der
DE 42 38 562 A1 wird
nun eine leichte Sandwichplatte mit einem Sandwichkern und zwei den
Sandwichkern einschlagenden Decklagen aus Holz beschrieben. Dabei
besteht der Sandwichkern aus hohlen Pflanzenstielen, die parallel
zueinander und rechtwinklig zu den Decklagen angeordnet sind. Dabei
sind die Pflanzenstiele mit den Decklagen verklebt. Als Pflanzenstiele
werden beispielsweise Stroh, Bambusstiele, Miskantusstiele und Papyrus genannt.
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Eine
derartige Sandwichplatte hat sicherlich auf Grund ihrer quer gerichteten
Pflanzenstiele eine große Tragfähigkeit für
Querkräfte. In Längsrichtung ist die Sandwichplatte
nur gering belastbar, weil die Pflanzenstiele nur eine geringe Eigenstabilität
besitzen. Der Einsatz dieser Sandwichplatte beschränkt sich
daher auch nur als Halbzeug zur Weiterverarbeitung in der Bauindustrie.
Außerdem ist der Herstellungsaufwand groß, weil
die äußeren Decklagen und der Sandwichkern zunächst
allein behandelt und dann zu einer Einheit zusammengefügt
werden müssen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen dreidimensionalen
Gegenstand der vorliegenden Gattung zu entwickeln, der sowohl als Halbzeug
als auch als Endprodukt einsetzbar ist. Dabei soll ein entsprechendes
Verfahren zur Herstellung des dreidi mensionalen Gegenstandes entwickelt
werden, dass einfach und kostengünstig sowohl in industrieller
als auch in handwerklicher Art durchführbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gegenständlich dadurch gelöst, dass
jedes Teilstück vollflächig von einem klebenden
und aushärtenden Füllstoff umgeben ist und die
Stirnflächen der Teilstücke zusammen mit dem ausgehärteten
Füllstoff als Sichtflächen gestaltet sind. Die
Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass eine
Pflanze verwendet wird, bei der jedes Teilstück des Stängels
für sich starr und belastbar ist, und die Teilstücke
nacheinander in die Masse eines klebenden und aushärtenden
Füllstoffs eingedrückt werden.
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Der
neue dreidimensionale Gegenstand und das neue Herstellungsverfahren
beseitigen die genannten Nachteile des Standes der Technik. Dabei liegt
der besondere Vorteil in der hohen Statik des dreidimensionalen
Gegenstandes. Diese hohe Statik wird zunächst durch die
große Harte und Stabilität der getrockneten Stängel
und zum anderen durch die anerkannte Härte des aus einem
Kleber und einem Holzmehl bestehenden Füllstoffes gewährleistet. Beides
zusammen macht die statischen Vorzüge des neuen dreidimensionalen
Gegenstandes aus. Dadurch ist es möglich, eine statisch
schwächere Pflanze mit einem statisch stärkeren
Füllstoff oder umgekehrt zu kombinieren und dabei die gleichen
statischen Eigenschaften des dreidimensionalen Gegenstandes zu erhalten.
Das erspart bisher übliche beidseitige Deckplatten. Vorteilhaft
ist auch, dass die richtige Wahl der Abmessungen der einzelnen Teilstücke und
eine entsprechende Wahl der Abstände zwischen den einzelnen
Teilstücken unbegrenzte Gestaltungsmöglichkeiten
entstehen. Dreidimensionale Gebilde können daher ebene
Platten als auch gekrümmte Gebilde sein, die sich obendrein
sehr einfach und kostensparend herstellen lassen.
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Es
ist auch sehr vorteilhaft, dass eine Vielzahl von Pflanzenarten
verwendungsfähig sind, solange sie eine ausreichende Eigenstabilität
und Härte aufweisen, wie es beispielsweise Knöterich,
Hanf und Hopfen aufweisen.
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Zweckdienliche
Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen
2 bis 7 und 9 bis 13.
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Die
Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher
erläutert werden.
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Dazu
zeigen:
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1:
einen abgelängten und abgeschälten Stängel
eines Sachalin-Knöterichs,
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2:
ein Teilstück des Stängels aus dem Sachalin-Knöterich,
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3:
eine Reihe mehrerer Teilstücke aus dem Sachalin-Knöterich
und
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4: einen dreidimensionalen Gegenstand aus
den Teilstücken des Sachalin-Knöterich.
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Sachalin-Knöterich
mit der wissenschaftlichen Bezeichnung Falopia sachalinensis ist
eine einjährige Pflanze, die sich schnell vermehrt und
in der Regel dichte und ausgedehnte Bestände entwickelt. Sie
hat hohle und kräftige Stängel, die im Stamm bis zu
4 m hoch werden können. Knöterich gilt in vielen Bereichen
als ein Naturschutzproblem, weil er sehr dominant ist und das Wachstum
anderer Pflanzen nur sehr begrenzt zulässt und weil es
sich vorwiegend an Ufern von Gewässern ansiedelt und dort
die Fließgeschwindigkeit beeinträchtigt.
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Knöterich
kann also als ein Unkraut angesehen werden, das dort, wo die Pflanze
auf Grund ihrer nachteiligen Auswirkungen auf die Natur ausgerodet werden
soll, sehr große Kosten verursacht. Knöterich und
insbesondere der Sachalin-Knöterich steht also fast unbegrenzt
zur Verfügung.
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Die 1 zeigt
einen Stängel 1 des Sachalin-Knöterichs,
der von Seitenzweigen, Blättern und seiner Außenhaut
befreit ist. Dieser Stängel 1 hat im getrockneten
Zustand eine glatte Innenwand 2 und eine aufgeraute Außenwand 3.
Dabei ergibt sich die Rauheit der Außenwand 3 durch
in Längsrichtung verlaufende Rillen. Der Stängel 1 besitzt
mehrere Wachstumsknoten 4, die den Durchmesser des Stängels 1 einschnüren.
Bei einer Aufteilung des Stängels 1 in gleiche
Längen ergeben sich somit zylindrische Teilstücke 5 mit
etwa gleichem Durchmesser und konische Teilstücke 6 mit
ungleichem Durchmes ser. Ein zylindrisches Teilstück des
Stängels des Sachalin-Knöterichs ergibt sich im
Einzelnen aus der 2.
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Wie
die 3 zeigt, können die gleich langen Teilstücke 5 und 6 in
vorteilhafter Weise aufrecht und nebeneinander stehend in einer
Ebene zusammengestellt werden. Dabei erstreckt sich die Ebene als
Gerade 7, wenn zylindrische Teilstücke 5 verwendet
werden. Die Ebene erstreckt sich ebenfalls als eine Gerade 7,
wenn konische Teilstücke 6 eingesetzt werden und
jeweils benachbarte Teilstücke 6 mit ihrem Konus
entgegengesetzt ausgerichtet sind.
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Wie
die 3 weiter zeigt, ergeben nebeneinander angeordnete
konische Teilstücke 6 eine Ebene als Krümmung 8,
wenn die benachbarten Teilstücke 6 mit ihrem Konus
gleich ausgerichtet sind. Die eingesetzten Teilstücke 5 und 6 und
unter Umständen erforderliche Befestigungselemente 10 sind
auf einer Trägerfolie 9 abgesetzt, die auf einer
Negativform 12 aufliegt.
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Aus
der 4 ist eine in der Bearbeitung
befindliche Schale 11 für ein Sitzmöbel
und eine Negativform 12 aus einem stabilen Material ersichtlich.
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Dabei
besteht die Negativform 12 aus einem stabilen Metall und
ist so abgelegt, dass die konvexe Außenfläche
nach oben gerichtet ist. Um den Rand der Negativform 12 ist
ein Anschlagelement 13 gelegt, das die Außenkante
der Negativform 12 abschließt und sich über
die konvexe Außenfläche der Negativform 12 erhebt.
Diese Erhebung des Anschlagelementes 13 ist so gewählt,
dass sich die aufrecht ausgerichteten Teilstücke 5, 6 ausreichend
abstützen können.
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Die
Schale 11 besteht aus einer Vielzahl von Teilstücken 5, 6,
die aufrecht stehend und nebeneinander angeordnet zu einer sitzgerecht
verlaufenden Ebene aus Geraden 7 und Krümmungen 8 zusammen
gestellt sind. Die Zwischenräume zwischen den Teilstücken 5, 6 sind
mit einem Füllstoff 14 verfüllt, der
aus einem Gemisch von Holzmehl und Klebstoff besteht.
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Diese
Schale 11 ist stabil und tragfähig, weil die Teilstücke 5, 6 auf
Grund ihrer Materialbeschaffenheit und auf Grund ihrer aufrechten
und einer Kraft entgegengerichteten Einbaulage für sich
allein große Kräfte aufnehmen können.
Die Schale ist aber auch deshalb sehr stabil und tragfähig,
weil der Füllstoff 14 eine gewisse tragfähige
Harte aufbringt und zusammen mit der rauen Oberfläche der
Außenwand 3 der Teilstücke 5, 6 sehr
gute Bindeeigenschaften entwickelt.
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Die
Schale 11 ist aber auch sehr dekorativ, weil die Materialien
der Teilstücke 5, 6 des Sachalin-Knöterichs
und des Füllstoffes 14 einen warmen und holzähnlichen
Eindruck vermitteln und die Hohlräume und die glatten Innenwände 2 der
Teilstücke 5, 6 eine effektvolle Optik
darstellen. Die dekorative Ausstrahlung der Schale 11 kann
durch eine Wahl der Farbe des Füllstoffes 14,
durch eine Wahl der Durchmesser der Teilstücke 5, 6 und
durch eine Wahl der Abstände zwischen den Teilstücken 5, 6 und
damit der Sichtstärke des Füllstoffes 14 beeinflusst
werden.
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Die
Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes in Form eines Sitzmöbels
soll an Hand der 4 erläutert
werden.
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Als
Ausgangsmaterial wird der Sachalin-Knöterich verwendet,
der vorzugsweise im Spätsommer oder Herbst geerntet wird.
Zu dieser Zeit ist der Stängel 1 des Sachalin-Knöterichs
ausgewachsen. Nach dem Ernten werden die Stängel 1 auf
eine maximal zur Verfügung stehende Länge geschnitten. Anschließend
wird die Außenhaut jedes Stängels 1 bis
auf die Außenwand 3 abgebürstet, was
auf Grund des noch vorhandenen Feuchtigkeitsgehalts der Außenhaut
relativ leicht und einfach ist. Vorsorglich werden die Stängel 1 dann
mit einer Anti-Schimmellösung getränkt.
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Die
Stängel 1 werden dann in dieser Länge etwa
eine Woche unter natürlichen Bedingungen getrocknet, bis
sie eine holzähnliche Härte aufweisen.
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Danach
wird jeder Stängel 1 in Teilstücke 5, 6 zerlegt,
was durch ein normales, in der Holzverarbeitung übliches
Trennverfahren erfolgt. Dabei werden die Längen der Teilstücke 5, 6 in
Abhängigkeit von dem zu gestaltenden dreidimensionalen
Gegenstand gewählt. Diese Längen bewegen sich
erfahrungsgemäß zwischen 2 bis 5 cm und betragen
bei der Schale gemäß der 4 etwa
4 cm.
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Die
Negativform 12 der Schale 11 wird mit ihrer konvexen
Fläche nach oben zeigend abgelegt. Danach wird die Negativform 12 mit
der Trägerfolie 9 vollflächig abgedeckt
und das Anschlagelement 13 an der Negativform 12 abgelegt.
Jetzt werden die Teilstücke 5, 6 der
Stängel 1 des Sachalin-Knöterich vom
tief liegenden Rand und zur höher liegenden Mitte hin einzeln
eingesetzt, in dem zunächst der Füllstoff 14 aufgetragen
und jedes einzelne Teilstück 5, 6 nach
seiner Größe und Form ausgewählt und
in Richtung der Negativform 12 und des Anschlagelementes 13 in
den Füllstoff 14 eingedrückt wird. Gegebenfalls werden
an den passenden Stellen Befestigungselemente 10 in Gestalt
von Rundhölzern eingesetzt, an denen zum Beispiel Füße
oder Untergestelle eines Sitzmöbels angebracht werden können.
Dabei werden die Befestigungselemente 10 so ausgewählt, dass
sie sich in ihren Abmessungen und in ihrer Darstellung an die Teilstücke 5, 6 des
Stängel 1 des Sachalin-Knöterichs anpassen.
Mit dem Abschluss des Einsatzvorganges wird die so zusammen gesetzte Schale 11 zusammen
mit dem Anschlagelement 13 von der Negativform 12 abgehoben
und auf einer ebenen Fläche abgesetzt. Danach beginnt der
Prozess der Trocknung. Diese Trocknung verläuft unter einem
Druck auf die Schale 11, der in diesem Fall durch die eigenen
Massenkräfte aufgebracht wird. Gegebenenfalls wird das
dreidimensionale Gebilde, insbesondere dann, wenn es sich um ein
ebenes Gebilde handelt, in zwei gegenüberliegende Platten
eingespannt. Diese Spannung vermeidet, dass sich das dreidimensionale
Gebilde während der Trocknung verwirft oder verzieht. Der
Trocknungsprozess wird dadurch beschleunigt, dass die Feuchtigkeit
allumfassend entweichen kann, also auch über die Wände in
die Hohlräume der Teilstücke 5, 6,
weil das Knöterichmaterial flüssigkeitsdurchlässig
ist. Im Anschluss an die Trocknung und der erfolgreichen Aushärtung des
Füllstoffes 14 werden die Innenfläche
und die Außenfläche des Schale 11 mechanisch
endbehandelt, in dem überstehender Füllstoff 14 durch
ein in der Holverarbeitung übliches Schleifen und Polieren abgetragen
und die Schale in den endgültigen optischen Zustand gebracht
wird.
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Je
nach Bedarf kann die Schale 11 zuletzt versiegelt werden
oder einen Farbanstrich bekommen.
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- 1
- Stängel
- 2
- Innenwand
- 3
- Außenwand
- 4
- Wachstumsknoten
- 5
- zylindrisches
Teilstück
- 6
- konisches
Teilstück
- 7
- Gerade
- 8
- Krümmung
- 9
- Trägerfolie
- 10
- Befestigungselement
- 11
- Schale
- 12
- Negativform
- 13
- Anschlagelement
- 14
- Füllstoff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004012458
B4 [0006]
- - DE 4238562 A1 [0007]