Auf biegen und brechen

Um die beiden Dachhälften so schön gebogen zu bekommen, daß Katzen es sich drauf bequem machen können, müssen wir sie... tja, halt biegen. Das hört sich erstmal ziemlich aufwendig und angsteinflößend an, wenn man sowas vorher nie gemacht hat. Aber ich habe sowas auch vorher nie gemacht und es ging dennoch im ersten Versuch. Und ich finde, es sieht doch recht ansprechend aus.

Es ist - auch für den Anfänger und Unbedarften - zu bewerkstelligen. Es ist relativ einfach und nicht mit aufwendiger Technik oder teurem Werkzeug verbunden. Man muß sich nur einmal dazu aufrappeln.

Holz biegen, worauf kommt´s an?

Holz will sich naturgemäß eigentlich nicht so gerne biegen lassen. Biegt man es in die gewünschte Form, schwingt es sofort wieder zurück, sobald man es losläßt, mal davon abgesehen, daß es einen Wahnsinnskraftaufwand erfordert (en Effekt, der beim Bogenschießen duchaus erwünscht ist). Man müßte also das Holz dazu überreden, während des Biegevorgangs geschmeidig zu werden und anschließend wieder hart und auch so zu bleiben. Holzfasern bekommt man in der Tat geschmeidig, allerdings nicht, indem man sie naß macht, wie man allgemein annimmt. Das bringt die Holzfasern nur zum Quellen. Holz wird unter Hitze biegsam. Dazu wird in der Holzverarbeitungsindustrie das Holz heißem Wasserdamf ausgesetzt, weil dies so ziemlich die geeignetste Methode ist, die Hitze bis in die tiefsten Holzfasern zu bringen - u.a. deshalb assoziiert man Holzbiegen mit der Notwendigkeit von Wasser.

Biegt man Holz im erhitztem Zustand und hält es während des Abkühlens in dieser gebogenen Form, behält das Holz diese Form nach dem Abkühlen wieder bei... im Idealfall.

Was passiert eigentlich beim Biegen?

Beim Biegen eines jeden Werkstoffes - also auch Holz - ist das Material bestrebt, sich an der Innenseite zu stauchen und an der Außenseite zu dehnen. Und das ist bei Holz auch schon der Knackpunkt (im wahrsten Sinne des Wortes): Holzfasern lassen sich zwar bereitwillig stauchen, aber so gut wie gar nicht dehnen. Sie reißen und brechen sehr schnell. Und wenn ein gebogenes Holzbrett erst mal anfängt zu knacken und zu reißen, verliert es an Stabilität und Steifigkeit und ruckzuck ist es komplett durchgebrochen. Also müssen wir versuchen, das Brett an der Außenseite nicht zu dehnen, dafür an der Innenseite um so stärker zu stauchen.

Wie das?

Angenehmerweise brauchen wir das Rad nicht neu zu erfinden, da haben sich schon andere schlaue Köpfe Gedanken dazu gemacht. Ich erkläre kurz das überraschend einfache Prinzip:

Das Brett wird zwischen zwei U-Profile gespannt und diese U-Profile mit Spanngurten umlegt. Auf der Innenseite werden die Fasern zusamengepreßt und verkürzen sich dadurch. Das Brett biegt sich nach innen. Auf der Außenseite liegen die Gurte direkt auf dem Holz auf. Die Gurte dehnen sich nicht, also tun das auch die außenliegenden Holzfasern nicht. Profis legen noch ein Blech auf die Außenseite des Bretts, um sicherzustellen, daß sich das Holz dort wirklich nicht dehnt.

Wie bringen wir die Hitze in die Holzfasern?

Optimal wäre tatsächlich ein Dampfbad. Das ginge zum Beispiel, indem man eine Tonne über das Holz stülpt und da drunter Wasser kochen läßt. Ihr merkt es schon, das wäre sehr unpraktisch, da man jedesmal die Tonne abnehmen müßte um die Spanngurte nachzuziehen. Das habe ich mir auch gedacht. Also habe ich die Hitze zu den Holzfasern gebracht, indem ich kochendes Wasser langsam über die Flächen des Brettes goß. Das Wasser zieht dabei in das Holz und heizt die Fasern schön auf.

Also doch Wasser?

Ja, schon. Nur sollte man sich bewußt machen, daß es die Hitze und nicht die Feuchtigkeit ist, die das Holz biegsam macht. Die Bretter in kaltes oder lauwarmes Wasser einzuweichen bringt also gar nichts, außer daß sie nach einer Weile aufquellen udn sich die Furnierschichten in unschönen Wellen voneinander trennen.

Evtl. sollte man ruhig mal die Tauglichkeit eines Dampfreinigungsgerätes überprüfen.

Bevor wir loslegen, ein Wort zur Faserrichtung.

Bei der Materialzusammenstellung sagte ich bereits, daß die Faserrichtung der Außenfurniere wichtig ist. Obwohl die Furniere mit ihrer Faserrichtung überkreuz liegen, hat eine Faserrichtung (nämlich die äußere) doch immer eine Lage mehr, als die querliegende. Das bedeutet bei einem Dreilagen-Sperrholz (und mit einem solchen werden wir es aller Wahrscheinlichkeit nach zu tun haben), daß zwar die mittlere Lage in eine Richtung zeigt, aber doppelt so viele Lagen in Querrichtung liegen. Es macht also für die Biegsamkeit einen sehr deutlichen Unterschied, wie die Faserrichtung liegt.

Liegt die Faserrichtung längs zur Biegeachse, läßt sich das Sperrholz erstaunlich leicht biegen. Die längslaufenden Fasern können keinen guten Widerstand gegen die Biegekräfte aufbringen und geben leichter nach. Vornehmlich und besonders stark in der Mitte, weshalb sich die Biegekraft nicht auf die seitlichen Flügel verteilt. Solchermaßen gebogenes Sperrholz hat in der Mitte eine starke Krümmung und ist zu den Rändern hin fast noch plan.

Das Ergebnis ist weit entfernt von einer ästhetisch runden Form. Ein längsgebogenes Brett neigt auch zum Aufplatzen, da die Holzfasern seitlich auseinandergezogen werden und sich Risse bilden können.

Liegt die Faserrichtung quer zur Biegeachse, leiten die Fasern die Kräfte nach außen weiter, wodurch sich die Wölbung gleichmäßiger über die Brettfläche verteilt. Gleichzeitig ist es auch kräftezehrender, ein Brett quer zu biegen

Aus diesem Grund haben wir unsere Dachhälften wohlweislich mit querer Maserung zurechtsägen lassen und können munter loslegen.

Wir brauchen nun die beiden Aluprofile, die Spanngurte, ein altes Bügeleisen oder auch ein Heißluftgebläse wenn man hat, und am besten einen Platz, an dem wir mit Wasser herumsauen dürfen. Optimal ist eine Terrasse. Balkon geht auch, wenn es einen ordentlichen Regenwasserablauf hat. Sonst müßten wir uns zur Not in das Badezimmer zurückziehen und in der Badewanne herumhantieren.

Also, wie besprochen: Aluprofile auf das Brett, Spanngurte drumrum und leicht anspannen, daß sich das Brett schon mal leicht wölbt. Bitte schon jetzt darauf achten, daß alle Spanngurte gleichmäßig und in kleinen Schritten angezogen werden.

Ist erstmal eine kleine Wölbung drin, bekommt das ganze Konstrukt auch Stabilität.

Wasser aufsetzen und zum kochen bringen. Herdplatten heizen effizienter als Wasserkocher, brauchen aber auch länger. Je mehr und je schneller ich Wasser aufkochen kann, um so zügiger läuft die ganze Geschichte ab.

Im nächsten Schritt die Innenseite als erstes mit dem kochendem Wasser langsam übergießen. Das Brett dazu am besten hinlegen, damit das Wasser möglichst langsam abfließt und viel von der Hitze an das Holz abgibt. Nun anfangen, die Spanngurte abwechselnd und in kleinsten Ratschenschritten zu spannen. Das Spannen sollte dabei leichtgängig sein. Wird es schon etwas zu “anstrengend” ist das Holz an seine vorläufige Belastungsgrenze gestoßen. Dann wieder mit kochendem Wasser übergießen, damit die Fasern wieder flexibel werden und weiterspannen.

Nach wenigen Minuten sollte das Brett schon so aussehen:

Und hier sehen wir auch schon gleich zwei Fehler, die ich begangen habe!

Zum einen habe ich das Brett nun doch längs zur Faserrichtung gebogen.

Zum anderem sind das keine zwei getrennten Dachhälften, sondern noch ein einziges, großes Brett, welches ich anschließend in zwei Teile sägen wollte.

Das Ergebnis könnt Ihr Euch denken. Nach dem Durchsägen hatte ich zwei quasi plane Bretter an deren Enden eine leichte Krümmung zu erahnen war. Das sah bescheiden aus. Dies war also mein erster Biegeversuch und ich lernte daraus. Die einzelnen Bretter mußte ich nochmal biegen.

Damit beide Dachhälften eine annähernd gleiche Biegung bekommen, spannte ich sie gleichzeitig und übereinander (nicht aufeinander) in die Aluprofile ein. Auch hier wieder beachtend, schrittchenweise nachzuspannen und heißes Wasser aufzugießen, sobald der Spannwiderstand anwuchs. Nach jedem “Aufguß” ließ sich die Sache wieder leichter spannen.

Und hier begang ich schon wieder den nächsten Fehler!

Wie dem obigem Bild zu entnehmen ist, hatte ich nur zwei Spanngurte, was für das eine Brett auch ausreichend war. Nun bog ich aber zwei Bretter, die zusammen die doppelte Länge hatten, aber dafür halb so schmal waren. Schmalere Bretter erfordern einen höheren Kraftaufwand zum spannen. Die Kraft verteilte sich über die zwei Spanngurte schlecht, bzw. wirkte nur punktuell auf die Aluprofile und... verbog diese.

Wer ein Paar krumme Aluprofile gebrauchen kann, möge sich bei mir melden!

Nunmehr also Aluprofile und zwei Spanngurte nachgekauft (die mir seitdem auch anderweitig gute Dienste leisteten) und meine vier Spanngurte gleichmäßig über die Länge der Aluprofile verteilt. Dann ging´s weiter (bzw. wieder von vorne los) wie gehabt: Heißes Wasser drauf, alle Spanngurte nacheinander um eine Ratsche angezogen, und immer wieder um eine Ratsche angezogen, bis der Widerstand anwuchs. Wasser drauf, spannen... usw. Man kann dem Holz auch noch Hitze zuführen, indem man es mit einem Bügeleisen bearbeitet. Die Feuchtigkeit verdampft dabei und dringt als heißer Wasserdampf tiefer in das Holz ein, um es auch dort noch zu erwärmen. Das funktioniert freilich nur auf der Außenseite. Für die Innenseite (bzw. grundsätzlich) wäre ein Heißluftgebläse optimal (aufpassen, daß die Spanngurte nicht durchschmelzen).

Als ich dann ungefähr zwei Drittel der Biegung hinbekommen hatte, ließ ich es für den abend sein und legte den Aufbau hin, damit sich die Fasern einen Tag lang an die Spannung “gewöhnen” konnten. Beim Hinlegen stellte ich fest, daß der gesamte Aufbau in Torsion lag, also verdreht war, die Aluprofile liefen nicht mehr parallel zueinander. Um dem entgegenzuwirken, legte ich für die Nacht Gewichte auf die Enden der Aluprofile. Am nächsten Tag war von der Torsion nicht mehr allzu viel zu sehen. Im zweitem Durchlauf bog ich dann die Hälften auf meine Wunschkrümmung zurecht und sogar noch etwas stärker, da ich fürchtete, daß sich die Bretter später wieder zurückbiegen würden. Diese Sorge war nur teilweise begründet. Wenn man´s richtig macht, biegt sich das Holz erstaunlicherweise kein bißchen zurück. Dies passiert nur, wenn das Holz wieder feucht wird. Und feucht wurde es nur einmal, als der Sprühkleber draufmußte.

Nun, da die beiden Bretter die Wunschkrümmung haben, legen wir sie zum auskühlen und austrocknen in eine trockene Ecke und werden uns ihnen in einer Woche wieder zuwenden.

Nach einer Woche ausgiebiger Trocknungszeit sieht das Endergebnis hoffentlich so aus:

Die Spanngurte hatte ich vor Ungeduld schon entfernt, bevor ich das Foto machte. Die Aluprofile sind aber noch drauf. Das gleichzeitige Einspannen beider Bretter beschert den Erfolg, daß beide Bretter die gleiche Wölbung haben. Erfreulicherweise schwangen die Bretter nicht ein bißchen zurück, sondern behielten die Krümmung bei, als ob sie diese schon immer gehabt hätten. Die Torsion des Gesamtaufbaus ist noch andeutungsweise zu erahnen, wirkt sich aber nicht negativ auf den späteren Gesamtaufbau aus.

Probehalber habe ich die beiden Bretter schonmal in “Dachstellung” aneinandergelehnt:

Ja, doch, man kann sich das Dach in etwa vorstellen. Dem aufmerksamen Betrachter wird nicht entgehen, daß im “Dachfirst” ein ziemlich krummer Spalt klafft. Keine Sorge, dem widmen wir uns noch.

Wenn wir die selbe Aktion noch für die beiden Zwischenböden durchführen, sind wir soweit, das Häuschen zusammenzubauen.

Schaffe, schaffe, Häusle baue...

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