Konstruktion

An erster Stelle steht die Planung. Einerseits soll das Spielzeug etwas hermachen, andererseits soll ein kleines Kind damit spielen. Wir entscheiden uns für eine 5-stufige Pagode. Das Holzlager gibt noch etwas Birkenleimholz mit einer Stärke von 18mm her. Zwei Lagen verleimt sollten angenehm in der Kinderhand liegen. Mit der Dicke einer Scheibe von 36 mm ergibt sich eine Gesamthöhe von etwa 25 cm. Das maximale Gewicht der größten Scheibe gibt deren Durchmesser vor, die restlichen Scheiben müssen dazu passen. Als Abschluss soll eine senkrecht stehende Scheibe dienen. Eine erste Zeichung ist schnell angefertigt.

Um einen besseren Eindruck zu bekommen und die Farben zumindest schonmal auszuprobieren, geht es weiter in der dritten Dimension.

Das virtuelle Modell

In einer dreidimensionalen Konstruktion kann man noch etwas besser abschätzen wie das Spielzeug einmal aussehen wird. Die Proportionen sind dort nocheinmal besser einzuschätzen als in der zweidimensionalen Skizze. Die Farben spiegeln die Realität nicht 100%ig wider, geben jedoch einen ersten Eindruck vom fertigen Resultat.

Mit diesem Modell als Vorlage wird  sich an die Umsetzung gemacht.

Ab in die Werkstatt

Auf dem Birkenholz wird zunächst mit einem Zirkel geschaut, wo sich die Scheiben mit möglichst wenig Astlöchern heruassägen lassen und ob die Holzmenge ausreicht. Anschließend werden sie grob ausgeschnitten. Die endgültige Kreisform erhalten sie durch eine Kreisschneidevorrichtung auf der Bandsäge. Wie man eine solche baut, werde ich vielleicht in Zukunft beschreiben. Allerdings kann man dazu im Internet auch problemlos innerhalb kürzester Zeit sehr gute Lösungen und Ideen finden.

Der Stab für die Mitte ist ein 20er Buchenrund, welchen ich im Holzhandel erstehen konnte. Im meiner Werkzeugsammlung befindet sich ein 20er Forstnerbohrer. Leider ist der Buchenstab eher etwas mehr als 20 mm im Durchmesser und passt nicht in ein 20er Loch. Zumindest nicht ohne mit einem schweren Hammer nachzuhelfen. Für ein Stapelspiel nicht zu gebrauchen.

Es zeigt sich, dass eine 21mm Bohrung eine gute Lösung ist. Das ergibt eine schöne Passung die leicht beweglich ist, aber nicht übermäßig schlackert. Da ich keinen 21mm Bohrer habe, verwende ich die CNC-Fräse um das Loch zu bohren und füge gleich noch 4 Bohrungen für 6er Dübel hinzu, die die Platten später beim Verleimen exakt überander fixieren. Natürlich hätte die Maschine auch den Kreis schneiden können. Da der Verschleiß eines Fräsers jedoch deutlich teurer ist als der eines Sägebands, verwende ich die Bandsäge.

Um die Rohlinge mit einer Verrundung zu versehen, wäre eigentlich drechseln das Mittel der Wahl. Leider besitze ich nur eine Drehmaschine die sich im Keller befindet, wo ich nicht gerne die große Menge an Spänen verteilen möchte, die bei dieser spanenden Art der Verformung entsteht. Also baue ich mir behelfsmäßig aus Bohrmaschine, Bohrständer und Gewindestange eine Vorrichtung zur Bearbeitung der rotierenden Scheiben. Ein Stechbeitel als Drechseleisen zu verwenden, ist dabei nicht nur sehr gefährlich und schlecht für das Werkzeug, sondern außerdem noch völlig aussichtslos. Der Anschliffwinkel, die nicht steife Konstruktion der Behelfsvorrichtung und der kurze Hebel des Beitels sind eine Kombination, die sicher dazu führt, dass der Beitel sich verhakt und einem die gesamte Konstruktion um die Ohren fliegt.

Eine Holzraspel hat eine definierte Spanabnahme und kann sich nicht im Holz verhaken. Mit ihrer Hilfe gelingt es gut, die Verrundung an die Scheiben zu bringen. Anschließend kann das Holz mit den Körnungen 80, 120 und 240 geschliffen werden. Die feinporige Birke bekommt dabei eine glatte samtige Oberfläche.

Zu der Bearbeitung in Behelfsvorrichtungen noch ein Hinweis: Holzstaub ist nicht ungefährlich! Er setzt sich in der Werkstatt in die Maschinen und deren Antriebe und macht diese schwergängig. Schwergängige Antriebe werden heiß; eine fatale Kombination mit den weiteren Eigenschaften des Staubs: Die falsche Konzentration in der Luft ist explosiv, Ablagerungen sind leicht entzündlich. Eingeatmet ist er außerdem gesundheitsschädlich. Bitte daher auch bei der Arbeit mit Behelfswerkzeugen unbedingt absaugen, auch wenn die Absaugung etwas schwierig zu fixieren ist.

Die Spitze

Nachdem die runden Scheiben fertig sind, geht es an die Spitze. Die Spitze ist unten Flach und kann nicht rotierend bearbeitet werden. Außerdem habe ich zum Spannen in der Vorrichtung das 20er Loch in der Mitte der Scheiben verwendet. Die Spitze darf kein solches Loch enthalten. Bei ihr ist es auf der Unterseite anzubrigen.

Da die Kontur nicht rund ist, entscheide ich die Form auf der CNC zu fräsen. Auch dabei werden Dübellöcher vorgesehen. Anschließend müssen die Stege mit einem Sägeblatt herausgeschnitten und die überstehenden Reste abgeschliffen werden. Damit der Leim auf der vollen Fläche wirken kann, muss außerdem die Oberfläche geschliffen und von Spänen befreit werden.

Die so vorbereiteten Hälften werden wie die Scheiben verleimt und die Spitze wird somit ebenfalls 36mm stark.

Wenn der Leim getrocknet ist, kann auf der flachen Seite noch das Loch eingebracht und die Spitze geschliffen werden.

Zum Schluss wird mit einem 4mm Radiusfräser eine Abrundung der Kante vorgenommen. Der fertige Rohling des Stapelturms sieht so aus.

Lackieren

Da es sich um ein Kinderspielzeug handelt, wird speichelechte Acrylfarbe für die Lackierung verwendet. Damit es gelingt, ist ein wenig Vorbereitung sinnvoll. Es ist schwierig, einen runden Gegenstand so festzuhalten, dass er allseitig gleichmäßig lackiert werden kann. Zu diesem Zweck bauen wir uns einen zusätzlichen Handgriff aus dem Rest des 20er Rundholzes.

Das Rundholz wird dazu an einer Seite etwa 3 cm tief eingesägt. In den Schlitz kommt eine Holzschraube.

Solange die Schraube noch nicht weit eingedreht ist, sitzen die Scheiben locker auf dem Griff. Um sie zu fixieren, wird die Schraube angezogen und spreizt dabei das Holz auseinander.

So können die Scheiben sicher festgehalten und lackiert werden.

Außerdem benötigen wir noch Farbe, eine Schaumstoffrolle, einen Ständer zum trocknen der fertig lackierten Scheiben, eine Glasscheibe zum gleichmäßigen Ausrollen der Farbe und einen Pinsel zum Mischen und Verteilen. Die lackierten Scheiben werden auf die Nägel gehängt und getrocknet. Nach einer Viertelstunde kann man sie wieder vorsichtig in die Hand nehmen und innen lackieren. Dabei sollte man darauf achten den Lack nicht mit schrfen Kanten wie Fingernägeln oder ähnlichem einzudrücken, da er noch weich ist und erst nach vielen Stunden vollständig aushärtet.

Wenn alles ausgehärtet ist, kann man den Stapelturm noch individuell beschriften und anschließend verschenken.