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Verfahren zum Biegen von Holz Bei der Herstellung gekrümmter Holzteile
durch Sägen oder Fräsen entstehen sehr große Schnittverluste, und die auf diese
Weise erzeugten Holzteile haben eine sehr geringe Festigkeit, ela die Holzfasern
vielfach angeschnitten werden. Für Teile von Radfelgen. Faßdauben, Sportgeräten,
Karosserieteilen usw. eignet sich ein Zuschnittverfahren überhaupt nicht. Man hat
deshalb versucht, die Holzbiegetechnik anzuwenden. Hierbei erlebte man zunächst
große Enttäuschungen, da dem Holz eine -,@ ichtige Werkstoffeigenschaft vieler Metalle,
die Fließgrenze, fehlt und da sich Zugbrüche im Holz schon hei sehr geringer Dehnung,
z. B. o,6%, einstellen, sind lufttrockene Hölzer ohne besondere Vorbehandlung oder
Vorkehrungen nicht oder nur in sehr beschränktem Maße biegbar. Es ist bekannt, daß
Holz durch Dämpfen oder Kochen plastischer wird. Seine Biegesteifigkeit sinkt und
die Bruchdehnung erhöht sich, z. B. auf i,6°/o. Es ist weiterbekannt, daß Laubhölzer
besser als Nadelhölzer zum Biegen geeignet sind und daß man den _\usschuß beim Biegen
durch sorgfältige _\uswahl verringern. kann. Aber selbst möglichst geradefaseriges,
völlig fehlerfreies Holz läßt sich nach den vorliegenden Erfahrungen, lediglich
gedämpft oder gekocht, ohne besondere Hilfsmittel nicht stärker biegen als auf einen
Krümmunasradius, der größer oder gleich dem 3ofachen Wert der Holzdicke ist.
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Werden die Krümmungsradien kleiner als die 3ofache Holzdicke, dann
sind selbst bei einwandfreiem, sorgfältig gedämpftem Holz häufig Biege-
Brüche
unvermeidlich. Einen Umschwung auf dein Gebiet der Biegetechnik brachte das Verfahren
von, M. T h o n e t , das die .gefährliche Streckung der Fasern auf der Zugseite
durch ein Schutzblech, das sich beim Biegen kaum längt, verhindert. Die Leistungsfähigkeit
des Thonet-Verfahrens äußert sich darin, daß der Krümmungsradius, wenn er größer
als 5o mm ist, gleich der Holzdicke werden kann und daß man unbegrenzte Formgenauigkeit
erzielt. Bei der Herstellung von Faßdauben wurden Biegeverfahren entwickelt, die
Biegebrüchen auf der Zugseite durch einen kräftigen Stauchdruck auf die Hirnseite
der Dauben entgegenwirken.
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In Jedem Fall aber emvies sich ein ausreichendes Dämpfen oder Kochen
vor dem Biegen als völlig unentbehrlich. Je nach dem angewendeten Dampfdruck, der
i bis 3 at betragen kann, beläuft sich die Dämpf- oder Kochzeit auf 15 bis 25 Min.
Bei der Herstellung von Faßdauben ergab sich überschlägig, daß bei je 25 mm Holzdicke
mindestens 20 Min. erforderlich sind. Bei von Natur aus weniger gut biegbaren Hölzern
kann sich diese Zeit bis auf 6o Min. erhöhen. Übermäßig langes Dämpfen verbessert
die Uiegibarkeit aber nicht. Unter dem Gesichtswinkel der Serien- und Fließfertigung
sind selbst die erwähnten kürzestmöglichen Dämpf-oder Kochzeiten unerwünscht lang.
Davon abgesehen wird durch das Kochen oder Dämpfen mehr oder minder Feuchtigkeit
zugeführt. Diese unverineidliche Feuchtigkeitszufuhr ist um so 'höher, je geringer
die ursprüngliche Holzfeuchtigkeit, je niedriger die Wichte des gedämpften Holzes,
je länger die Dämpf- oder Kochzeit und je niedriger der Dampfdruck ist. Bei zu hoher
Feuchtigkeitsaufnahme erweicht das Holz zu stark; es wirft dann an der Druckseite
beim Biegen Falten und kann an scharfen Krümmungen ausbeulen. Außerdem wird bei
zu hoher Feuchtigkeitsaufnahme die Trocknung schwierig.
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Selbst bei völlig einwandfreiem Dämpfen oder Trocknen nehmen beispielsweise
Faßdauben in den Außenschichten so viel Wasser auf, daß sich die mittlere Holzfeuchtigkeit
der Dauben, die vor dem Biegen etwa 18% betragen soll, um mindesten 5%, also auf
23% und mehr erhöht. Auf mechanischem Wege lassen sich durch das Biegen oder Pressen
nur unbedeutend kleine Mengen dieser überschüssigen und für die Gebrauchsbewährung
schädlichen Feuchtigkeitsaufnahme wieder beseitigen. Man muß deshalb die gebogenen
Teile einem besonderen Trocknungsvorgang unterwerfen. Dazu müssen Kammern oder Kanäle
mit meist künstlicher Belüftung vorhanden sein. In Faßfabriken werden die fertigen,
aber noch bodenlosen Faßrümpfe »ausgefeuert«. Sie werden dazu in einen Abzugsraum
gebracht und trocknen unter der Wirkung eines in ihrem Innern angezündeten offenen
Holzfeuers wieder herab.
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Gemäß der Erfindung ist es nun gelungen, Holz für den Biegevorgang
ohne jegliches Dämpfen oder Kochen hinreichend plastisch zu machen. Zu diesem Zweck
werden die Holzteile in einem hochfrequenven Wechselfeld von vorzugsweise io6 bis
1o7 Hz, also bei Wellenlängen zwischen 30 und 3oo m, so lange erwärmt, bis
in ihrem Innern die Siedetemperatur des Wassers erreicht ist, und dann gegebenenfalls
diese Temperatur aufrechterhalten. Das Holz kann bei dieser Behandlung die für seinen
späteren Verwendungszweck bestgeeignete Holzfeuchtigkeit haben. Man wird also beispielsweise
Faßdauben auf etwa i8%, Holz für den Waggonbau, zu landwirtschaftlichen Wagengeräten
auf etwa 15 bis- 16 %, Holz zu Radfelgen auf 13 bis i5% sowie Möbelteile auf io%
durch Freilufttrocknung oder künstliche Trocknung entwässern und in diesem Zustand
der Hochfrequenzbehandlung aussetzen. Das Erreichen des Siedepunktes im Holzinnern
kann man entweder thermoelektrisch oder mittels eines Quarzthermometers messen oder
ohne besondere Messung mit praktisch hinreichender Genauigkeit daraus erkennen,
daß an den Hirnseiten der Holzteile, wo die Fasern angeschnitten sind, zunächst
ein feuchter, dunkler Wasserfleck entsteht und dann bald Dampfschwaden austreten.
In diesem Zustand kann das Holz ohne besondere Vorrichtungen, wie Schutzbleche auf
der Druckseite oder Stauchanlagen usw., mit geringerem Kraftaufwand als sonst und
praktisch ohne Ausschuß gebogen werden.
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Das Holz wird unter der Wirkung der, Erwärmung von innen her viel
gleichmäßiger, rascher und stärker plastisch als beim Dämpfen oder Kochen, bei dem
sich zunächst nur die äußeren Holzschichten erwärmen und eine gleichmäßige Durchwärmung
des Holzinnern infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Holzes erschwert ist.
Es hat sich herausgestellt, daß im Hochfrequenzfeld erwärmte und darin biegsam gemachte
Hölzer auch dann ohne Brüche und Schäden gebogen werden können, wenn sie nicht völlig
fehlerfrei sind, beispielsweise kleine Äste oder krummen Faserverlauf enthalten.
Erfahrungsgemäß war es bisher unmöglich, solche Stücke nach Dämpfen oder Kochen
ohne Bruch zu biegen.
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Die Plastifizierung als Vorstufe des Biegens im hochfrequenten Wechselfeld
kann nun derart erfolgen, daß vor die Biegemaschine, z. B. eine der üblichen mechanischen
oder hydraulischen Biegemaschinen oder die Glockenpresse bei der Faßherstellung
oder eine andere Biegemaschine, ein Plastifizierungsfeld gelegt wird, in dem die
später zu biegenden Holzteile entweder eine gewisse Zeit ruhend dem Wechselfeld
ausgesetzt sind, oder aber durch das Feld mit einer Vorschubgeschwindigkeit wandern,
die der gewünschten Wirkung angepaßt ist. Bei einer anderen Ausführungsform des
Verfahrens kann das Biegeteil zwischen geeignet geformte Elektroden in die Biegemaschine
gebracht und dort vor dem Biegen erhitzt werden. Schließlich ist es möglich, daß
mit dem Biegevorgang schon begonnen wird, wenn das hochfrequente Wechselfeld noch
in Wirkung ist.
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Die auf diese Weise gebogenen Teile bedürfen keiner Nachtrocknung.
Die Vortrocknung kann unter Umständen mit der hochfrequenten Plastifizierung verbunden
sein. «'eiter ist es möglich, daß
die Verformung von Lan_nhölzern
(Schichthölzern, Sperrhölzern, Sternhölzern) mit ihrer Verleimung in einem Arbeitsgang
verbunden wird. Die gebogenen Teile sollten bis zum Erkalten eingespannt bleiben,
damit sie die erzwungene Form beibehalten. Hierzu können Reifen, Klammern, Bügel,
Anker und sonstige Spannvorrichtungen dienen.