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Die Erfindung betrifft einen Tonkörper zur Bodenbewässerung mit einer aus gebranntem Ton bestehenden Hülle, welche mindestens eine Kavität zur Durchleitung von Wasser zwischen einem Einlass und einem Auslass aufweist.
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Derartige Tonkörper werden verwendet, um einen Boden, z.B. zum Anpflanzen von Zier- oder Nutzpflanzen, zu bewässern.
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In einem Aufsatz von Prof. Dr. Tassilo-Maria Schimmelpfennig mit dem Titel „Tonbewässerung - Entwicklung eines Verfahrens zum effizienten Umgang mit dem Mangelrohstoff Wasser“, welcher im Internet veröffentlicht ist, beschreibt der Autor Tonelemente in Gestalt zylindrischer Hohlkörper, welche mittels Schläuchen aus Polyethylen miteinander verbunden sind, wobei jeder Schlauch mit Hilfe eines Dichtrings gegenüber dem Einlass des vollkommen zylindrisch ausgebildeten Hohlkörpers abschließt. Das System aus mehreren Tonkörpern und diese verbindenden Schläuche befindet sich unterhalb der Erdoberfläche. Der erste Schlauch wird an einen Tank angeschlossen, der mit Wasser gefüllt ist und das Wasser fließt aufgrund der Schwerkraft durch diesen Schlauch und die daran angeschlossenen Tonkörper und sie verbindenden Schläuche bis hin zu einer oberhalb des Bodens platzierten Endkappe. Durch die Wasserverdunstung auf der Oberfläche der Tonkörper und den Saugdruck in den einzelnen Tonporen, saugt der Tonkörper Wasser aus dem Wassertank und führt dieses dem Erdreich zu. Es kann hierbei eine beliebige Anzahl von Tonkörpern mit Polyethylen-Schläuchen und Konnektoren miteinander verbunden werden. Beschrieben wird auch, dass handgroße Tonstücke in den Einfülltrichter eines Extruders gegeben werden, die Extruder-Schnecke diese Tonstücke durch eine Düse drückt und diese die einzelnen Tonstränge bildet, welche anschließend geschnitten werden. Da es sich um vollkommen gleichmäßige Zylinder handelt werden zum Anschluss der Schläuche die bereits erwähnten Dichtungsringe benötigt.
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Die beschriebenen Tonkörper haben den Nachteil, dass der Anschluss der Schläuche fehlerbehaftet ist, weil zwischen den Schläuchen und den Dichtringen sowie zwischen den Dichtringen und den Tonkörpern jeweils an zwei Stellen des Schlauchanschlusses Wasser austreten kann. Ferner weisen diese bekannten Tonkörper eine geringe Stabilität gegen mechanische Belastungen auf.
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Es besteht daher die Aufgabe, einen entsprechenden Tonkörper zur Bodenbewässerung so weiterzubilden, dass er stabiler, zuverlässiger zu verlegen ist und eine bessere Wasserdurchlässigkeit aufweist.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Gemäß Anspruch 1 ist ein Tonkörper dadurch ausgezeichnet, dass der Einlass und der Auslass als einstückig angeformte Enden der Hülle mit kleinerem Umfang ausgestaltet sind. Einlass und Auslass bilden somit unmittelbar die Möglichkeit zum Aufstecken eines Schlauches, sodass ein weiterer Dichtring nicht notwendig ist.
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Vorteilhafterweise ist der Tonkörper vollständig oder teilweise im 3D-Druck-Verfahren hergestellt und wird nach dem 3D-drucken gebrannt. Hierbei weisen die durch den Druckprozess entstehenden Rillen der Hülle des Tonkörpers vorteilhafterweise eine Höhe zwischen 0,8 und 1,2 mm auf.
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Der Umfang des Einlasses und/oder des Auslasses des Tonkörpers hat vorteilhafterweise Hervorstehungen, z.B. Rundungen oder eine widerhakenförmige Struktur, so dass der darauf aufgesteckte Verbindungsschlauch besser sitzt und weniger leicht entfernt werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Tonkörper mehrere innere Kavitäten zur Durchleitung von Wasser aus, wobei entweder alle Kavitäten oder nur ein Teil dieser Kavitäten dauerhaft mit Wasser geflutet werden.
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Die Außenseite des Tonkörpers weist zwischen seinem Einlass und seinem Auslass in einer vorteilhaften Ausgestaltung Einschnürungen als äußere Verlängerung der Kavitäten auf, welche sich schraubenlinienförmig über einen Winkel von 30° bis 180° entlang der Außenseite des Tonkörpers bzw. dessen Hülle erstrecken können. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Optik, eine Verlängerung der inneren Kavitäten und eine Erhöhung der Stabilität.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:
- 1a einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tonkörpers;
- 1b einen Querschnitt durch die Mitte des in 1a dargestellten Tonkörpers;
- 1c einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tonkörpers;
- 1d einen Querschnitt durch den in 1c dargestellten Tonkörper;
- 2a eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tonkörpers;
- 2b eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tonkörpers;
- 3 eine vergrößerte Darstellung des durch ein Quadrat dargestellten Details aus 2a.
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Die 1a und 1b zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tonkörpers im Längsschnitt bzw. im Querschnitt. Zu erkennen ist der im Wesentlichen zylindrisch aufgebaute Tonkörper 1, also ein Tonkörper 1 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Außenseite 9. An beiden Enden befinden sich Verjüngungen, welche in einen Einlass 4 am in der Zeichnung unteren Ende und einen Auslass 5 am in der Zeichnung oberen Ende übergehen. Einlass 4 und Auslass 5 sind ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, weisen jedoch einen kleineren Umfang und einen kleineren Durchmesser auf als die Hülle 1 bzw. die Außenseite 9 des Tonkörpers. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform weisen der Einlass 4 und der Auslass 5 jeweils eine widerhakenförmige Struktur 7 bzw. 8 auf. Diese widerhakenförmige Struktur 7 bzw. 8 ist entgegen der Aufsteckrichtung des Anschlussschlauches gerichtet, sodass sich ein Schlauch leicht darüber schieben lässt, jedoch schwer wieder abziehbar ist, da hier die widerhakenförmige Struktur 7 bzw. 8 an der Innenseite des Schlauches anliegt und dessen Abziehen erschwert. Alternativ hierzu können auch lediglich Rundungen anstelle der widerhakenförmigen Struktur 7, 8 vorgesehen sein.
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Die Hülle 1 bzw. der gesamte dargestellte Tonkörper sind aus gebranntem Ton gefertigt. Es wird also zunächst ein weiches Tonmaterial zu der Hülle bzw. dem Tonkörper geformt und anschließend wird der so erhaltene, noch weiche Tonkörper gebrannt, sodass ein harter Tonkörper entsteht, der jedoch aufgrund der Eigenschaften des Tons und des Herstellungsprozesses nach wie vor feine Poren zum Durchlass von Wasser aufweist. Bei der Herstellung zumindest der Hülle des Tonkörpers wird vorzugsweise ein 3D-Druck-Verfahren angewendet, d.h., dass der Tonkörper Schicht für Schicht entlang der Achse der Hülle 1 gefertigt wird. Aufgrund der Geometrie des Druckkopfes ergeben sich hier Schichtdicken zwischen 0,8 und 1,2 mm. Diese Schichtdicken können auch geringer oder größer sein. Aufgrund des Druckprozesses ist die Außenseite 9 der Hülle 1 leicht geriffelt, wie es in 3 dargestellt ist. Diese Riffelungen entstehen durch Rillen 6, welche aufgrund des 3D-DruckProzesses entstehen.
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Die den Einlass 4 und den Auslass 5 bildenden Enden der Hülle 1 können entweder auch im 3D-Druck gefertigt werden oder aber gepresst und anschließend an die im 3D-Druck-Verfahren gefertigte Hülle 1 angedrückt und vor dem Brennen mit dieser verbunden werden.
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Wie 1a im Längsschnitt und 1b im Querschnitt zu entnehmen ist, weist die Innenseite des erfindungsgemäßen Tonkörpers Kavitäten auf. Im einfachsten Fall kann es sich hierbei um eine einzelne Kavität, also einen Hohlraum handeln. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind jedoch mehrere Kavitäten dargestellt, und zwar eine innere Kavität 3, welche unmittelbar mit dem Einlass 4 und dem Auslass 5 in Verbindung steht und eine äußere Kavität 2, welche im dargestellten Ausführungsbeispielen nicht von Wasser durchflutet ist, sowie eine mittlere Kavität 12, welche über Bohrungen 13 bzw. 14 im Bereich des Einlasses 4 bzw. des Auslasses 5 aus der ersten, inneren Kavität 3 mit Wasser versorgt wird. Andere Kavitäten sind ebenfalls möglich. Möglich ist es auch, dass die nicht wasserführende äußere Kavitäten 2 durch andere Bohrungen mit Wasser versorgt werden.
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Eine andere Struktur der Kavitäten 2, 3 bzw. 12 zeigt 1c im Längsschnitt bzw. 1d im Querschnitt. Auch hier wird eine innere Kavität 3 mit Bohrungen 13 mit Wasser versorgt bzw. entleert sich über Bohrungen 14 in den Auslass 5. Diese innere Kavität 3 ist auch hier von äußeren Kavitäten 2 und 12 umgeben, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel nur die Kavitäten 12 mit Wasser versorgt werden, und zwar über die Bohrungen 13 und 14 und die Kavitäten 2 kein unmittelbares Wasser führen. In diese Kavitäten 2 kann jedoch Wasser durch den Ton hindurch diffundieren, sodass auch diese mit Wasser versorgt werden.
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Die äußere Struktur der Hülle 1 des Tonkörpers ist anhand zweier Ausführungsbeispiele in den 2a und 2b dargestellt, welche jeweils Seitenansichten zeigen. Es ist erkennbar, dass die Außenseite 9 der Hülle 1 zwischen dem Einlass 4 und dem Auslass 5 Einschnürungen 10 bzw. 11 aufweist. Diese Einschnürungen können entweder (nicht dargestellt) linear zwischen dem Einlass 4 und dem Auslass 5 verlaufen oder aber schraubenlinienförmig um die Außenseite 9 des Tonkörpers herum verlaufen, und zwar um einen Winkel von 60°, wie es in 2a dargestellt ist, oder um einen Winkel von 90°, wie es in 2b dargestellt ist. Auch andere Schraubenlinien sind möglich, z.B. solche, welche sich über einen Winkel zwischen 30° und 180° der Außenseite 9 der Hülle 1 erstrecken.
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Die Montage und Funktion der erfindungsgemäßen Tonkörper erfolgt in an sich bekannter und durch den eingangs genannten Stand der Technik beschriebener Weise. Die Tonkörper werden mit Schläuchen miteinander verbunden, wobei es - im Unterschied zu dem eingangs genanntem Stand der Technik - nicht nötig ist, zusätzliche Dichtkörper einzufügen. Vielmehr werden die Schläuche unmittelbar auf die Einlässe 4 bzw. Auslässe 5 der Tonkörper gesteckt. Auf diese Weise können Tonkörper mit kurzen Schläuchen miteinander verbunden werden, wobei der erste Schlauch, welcher den Einlass des ersten Tonkörpers mit Wasser versorgt auf seiner anderen Seite mit einem Wasserreservoir verbunden ist und auf diese Weise die Beaufschlagung der gesamten Kette aus Tonkörpern und Schläuchen mit Wasser sicherstellt. Der letzte Tonkörper hat einen geschlossenen Auslass bzw. einen Schlauchanschluss, an dem ein Endstück befestigt ist, welches oberhalb der Erdoberfläche angeordnet sein kann.
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Um die so verlegte Kette aus Tonkörpern und Schläuchen in Funktion zu bringen, wird einfach das Wasser aufgedreht und so dem Einlass 4 des ersten Tonkörpers zugeführt. Es durchströmt dann die wasserführenden Kavitäten 3 und 12 des ersten Tonkörpers, auch durch die Bohrungen 13, und diffundiert darüber hinaus auch in die nicht unmittelbar mit Wasser beaufschlagten weiteren Kavitäten 2. Das den Tonkörper durchströmende Wasser dringt dann durch die Hülle 9 des Tonkörpers nach außen und bewässert das Erdreich. Teilweise wird das Wasser auch durch den Auslass 5 dem daran angeschlossenen Schlauch und anschließend dem nächsten Tonkörper zugeleitet, wo es sich in gleicher Weise verteilt und das Erdreich bewässert.
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Der Vorteil der Kavitätenausbildung liegt darin, dass die Stabilität des Tonkörpers erheblich besser ist als bei bekannten Tonkörpern, welche innen hohl sind und somit nur eine Kavität aufweisen. Die mechanische Stabilität wird durch die innere Schichtstruktur verbessert und auch die Wasserführungseigenschaften sind deutlich besser. Nur mit einem 3D-Druck-Verfahren ist es möglich, diese inneren Strukturen, wie sie in den 1b und 1d dargestellt sind, herzustellen.
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Auch nur mit einem 3D-Druck-Verfahren ist es möglich, die schraubenlinienförmigen Strukturen der Außenhaut, wie sie in den 2a und 2b dargestellt sind zu erzeugen, nämlich indem entweder der Druckkopf oder die Grundplatte während des 3D-DruckProzesses bei jedem Schritt um einen geringen Winkelbetrag gedreht werden. Auf diese Weise entstehen die in den 2a und 2b schraubenlinienförmigen Strukturen, welche nicht nur einen optischen Vorteil haben, da diese Strukturen das Fließen des Wasser symbolisieren und dem Kunden damit greifbarer wird, worum es bei dem Produkt geht. Diese Strukturen erhöhen auf die Stabilität des Tonkörpers und verlängern die inneren Kanäle bzw. Kavitäten und damit die wasseraufnahmefähige Oberfläche.