Bau von Stühlen (Holz biegen mit Dampf)

[Fatso Katz]

Hallo zusammen,
ich hatte hier vor einiger Zeit schon um etwas Hilfe gebeten. Seitdem habe ich mich mit der größten Hürde beschäftigt: Holz biegen mit Dampf.

Zusammenfassend findet man schon ausreichend grundlegende Informationen, aber gerade zum Knackpunkt "wie lange wird das Holz bedampft" wirds schwammig. Deshalb möchte ich hier meine Versuche darstellen.

Grundlagen
Folgende Bedingungen sollte das Holz erfüllen:

• Laubholz (insb. Eiche, Esche, Buche, ...)
• absolut geradliniger Faserverlauf
• Luftgetrocknet (ich habe nur kammergetrocknetes bekommen, hat auch geklappt)

Man braucht:

• eine Biegeform
• ein Biegeband (außer bei sehr kleinen Radien)
• eine Dampfkammer mit Dampferzeuger (ich habe ein graues Abflussrohr mit Dampf-Tapetenlöser benutzt)
• evtl. eine Seilweinde und entsprechendes Drahtseilzubehör

Meine Versuche
Insgesamt habe ich bestimmt 3 Tage investiert, dass ich jetzt überhaupt Holz biegen kann. Also Form bauen, Biegeband fertig machen, Seilwindeaufbereiten, Dampfkammer bauen usw. Größtes Problem war für mich der große Weg, den ich mit der Seilwinde kurbeln musste. Ich habe einen Halbkreis von 54 cm Durchmesser plus 13 cm gerade auf jeder Seite. Es musste also eine Holzleiste mit ca 120 cm Länge um die Form gebogen werden - dazu muss ein ganz schönes Stück Seil mit der Seilwinde aufgekurbelt werden.
Es geht schon recht viel Bastelei und Hirnschmalz drauf, bis man soweit ist.

1. Versuch (Fehlversuch)
Teststück Eiche KD: 114,5 x 3,5 x 2,8 cm
Wässern im Wasserbad: 24 Stunden
Dämpfen: 1:30 Std

Aufbau: Biegeform an Hobelbank zwingen, Seilwinde befindet sich über eine Umlenkrolle unter der Biegeform. Nur so konnte ich "genug Weg rausholen" (später geändert). Endanschläge am Biegeband waren "nur" Eicheklötze. Jetzt erstmal Bilder:

Aufbau der Endanschläge am Biegeband


Dampfkammer, noch im orangenen Rohr. Wie ich leidlich feststellen musste, hält der Kunststoff keinen hohen Temperaturen stand


Befestigung Seilwinde am Fußgestell der Hobelbank. Hier schon ein Bild nach dem Biegeprozess. Es hat die Befestigung leider Zerrissen, wegen der hohen Kraft, die zum Biegen nötig war. Nervig bei der Anbringung war auch die Position der Kurbel.


Gesamtüberblick des Aufbaus. Schon nach dem Biegen. Man muss etwas genau hingucken, um alles zu erkennen. Man sieht aber die Umlenkrolle, die Seilwinde ist schon aus dem Bild draußen, befindet sich aber "zu meinen Füßen"


Ergebnis und Erkentnisse: Das Holz ist an einer Stelle gerissen. Es war seeeehr viel Kraft nötig, um das Holz zu biegen. Ich denke, die Leiste hätte deutlich länger im Dampf bleiben müssen. Außerdem zieht das Stahlseil zum Ende hin nur noch an der ganzen Biegeform und nicht mehr 'das Holz Richtung Form'. Später habe ich da eine Art Öse zum Umlenken angebracht.
Außerdem habe ich mich nicht wirklich wohl gefühlt hinter der Holzleiste (die dann doch noch ganz schön unter Spannung stand), in die Hocke zu gehen und zu kurbeln. Der Kopf war eigentlich voll in "Schussrichtung".
(Bild vom Ergebnis kommt noch)

Außerdem war ich ganz schön erstaunt, wieviel Kraft die gestauchten Holzfasern haben. Obwohl das Stahlseil mit hoher Kraft am Biegeband zieht, haben die inneren Holzfasern mehr Kraft und drücken die Endanschlagklötze nach außen. Deshalb habe ich dann später den Spannklotz von Veriats besorgt und noch eine Leiste außen angebracht, damit man die zu biegende Leiste besser daran befestigen kann.



2. Versuch (erfolgreich):
Teststück Esche KD: 130 x 3 x 2,4 cm
Wässern im Wasserbad: 24 Stunden
Dämpfen: 2 Std
Holzleiste nach 12 Stunden aus der Form befreit und gegen "zurückbiegen" gesichert

Geändert: Anstelle der Umlenkrolle habe ich jetzt die Seilwinde auf einen Balken geschraubt und diesen an meiner Hobelbank festgezwungen, um den notwendigen Verfahrweg zu bekommen. Außerdem habe ich jetzt das Spannelement von Veritas eingesetzt und die Klötze etwas modifiziert. An die Biegeform habe ich unten eine Leiste angeschraubt und daran in die Vorderzange gespannt. Außerdem habe ich das Stahlseile durch eine Öse geführt, damit die Zugrichtung gegen Ende noch passt. Außerdem habe ich noch mehr Zwingen gekauft



Ergebnis und Erkenntnisse: Die längere Zeit im Dampf hat ganz schön was gebracht (niedrigeren Querschnitt der Holzleiste beachten) Man merkt es am niedrigeren Kraftaufwand beim Kurbeln. Die Umlenk-Öse hat es zerrissen. Gegen Ende haben die Stahlseile die Schrauben ordentlich nach außen gedrückt und das Ding gesprengt (hätte ich mir auch vorher denken können, aber man denkt schon an so viel). Außerdem hat das Spannelement den Prozess komfortabler gemacht.

Hier das Ergebnis


3. Versuch (erfolgreich)
Teststück Esche KD: 130 x 3 x 2,4 cm
Wässern im Wasserbad: 39 Stunden
Dämpfen: 2:30 Std
Holzleiste nach 3 Wochen aus der Form befreit und gegen "zurückbiegen" gesichert.

Hier habe ich nur eine neue Umlenk-Öse gebaut. Der Rest war gleich. Die nochmal längere Zeit im Dampf hat nochmal einiges gebracht. Ich habe bisher nichts negatives gemerkt. Vielleicht stelle ich später noch fest, dass das Holz spröder geworden ist.


Ab morgen kann ich dann das Bild des ersten Fehlversuchs nachreichen. Jetzt muss ich erstmal in den Biergarten.

 

[sonicbiker]

Moin,
Material mit 28 mm Stärke, noch dazu Eiche, aber auch 24 mm Esche um einen so relativ engen Radius biegen zu wollen, ist aber auch schon eine enorme Belastung und eine große Herausforderung.

Mit etwas Zeit würde ich mal experimentieren erst eine Leiste in halber Materialstärke zu biegen, dann eine zweite Leiste noch außen um die erste herum zu biegen und dann beides zu verleimen. Also eine Mischung aus Dampfbiegen und Formverleimung. Für die Vorrichtungen sicher weniger belastend und für ein sichereres Ergebnis.
Mit deutlich geringeren Stärken habe ich kürzlich übrigens nur mit Hitze aus der Heißluftpistole (ohne Dampf) auch überraschend gute Ergebnissse erzählt.
Viele Grüße, Wolfram

 

[Fatso Katz]

Aber es hat doch ab dem zweiten Versuch super funktioniert?! Nur der erste war ein Fehlversuch.

 

[Batucada]

So ist mir doch dieser Faden glatt durch die Lappen gegangen. Wenn ich dazu die von dir verwendete Einrichtung sehe, kann ich dich beglückwünschen, dass du deine Ideen konstant umgesetzt hast. Die Sache mit dem Tapetenablöser stand bei auch schon mal auf dem Plan, ich hatte mich dann doch für eine Schichtverleimung entschieden. Aber man sieht, dass du einen langen Atem gezeigt hast, um die Experimente durchzuziehen. Mir stand damals nicht soviel Zeit zur Verfügung.

Gruß Hubert

 

[Fatso Katz]

Mein Hauptproblem damals war, konkrete Infos zum Holz biegen mit Dampf zu finden. Das war der Hauptgrund für diesen Thread. Damit andere nicht so viel suchen und scheitern müssen.
Noch eine Info für alle, die es einmal brauchen: Ich habe mittlerweile das Holz auch mal 4 h im Dampf gelassen und nicht feststellen können, dass das Holz dadurch spröde o. Ä. wurde (das habe ich nämlich mal irgendwo in einem Video gehört). Viel weicher wurde das Holz aber dadurch auch nicht. Bei dem Querschnitt von oben strebe ich etwa 2,5 - 3 h im Dampf an.

 

[KaiX0]

Danke fürs Teilen, sehr lehrreich!

 

[Lorenzo]

Danke dir für die vielen Infos!

 

[Lorenzo]

Is ja lustig. Das war ja mal Gedankenübertragung
Is aber auch angebracht. Holz zu biegen steht bei mir auch schon lange auf ner Liste der Techniken die ich gerne mal sinnvoll nutzen will.

 

[jochen-steini]

Wird das schwarze Spannband wirklich benötigt. Wo gibt es so was?

 

[Manohara]

ich staune über den Erfolg.
So ganz habe ich die Schritte des Vorgehens noch nicht verstanden, aber ich wer' die Bilder noch weiter durchsehen. Danke dafür !

Das "schwarze Spannband" wurde in einer Beschreibung von Thonets Technik als eine für den Erfolg entscheidende Innovation genannt. Ohne dieses Band werden die außen liegenden Fasern zu sehr gestreckt und das Holz reisst dann wohl immer.

Für mich gehört Michael Thonet zu den wichtigsten und erfreulichsten Industriellen aus der Vergangenheit. Seine Stühle sind - aus meiner Sicht - die weitaus elegantesten, leichtesten und auf lange Zeit stabilsten, die jemals hergestellt wurden. Er hat als einer der Ersten echtes Handwerk in die Lage versetzt, unglaubliche Mengen an Möbeln zu produzieren.
Wenn man darauf achtet, kann man in "fast jedem Film" - auch heute noch - ein Thonet-Möbel entdecken (nein, das ist nicht wissenschaftlich belegt )

Schichtverleimt gebogenes Holz finde ich auch super, aber "dampfgebogenes" ist doch noch einen Zacken beeindruckender.

Respekt für Dein erfolgreiches Experiment.

 

[Fatso Katz]

Richtig. Man findet mehr dazu unter der Bezeichnung "Biegeband".
Meines ist von Veritas. Dazu habe ich mir den Spanner gegönnt. Der ist nicht unbedingt nötig, macht das Arbeiten aber angenehmer, weil die Länge des Werkstücks nicht Millimeter genau passen muss.

Ich vermute, dass das Biegeband von Veritas aus brüniertem Stahl ist. Ich habe es Werkstückseitig mit Klebeband verpacken müssen, weil sonst die Esche mit dem Stahl reagiert und schwarze Flecken bekommt. In den Videos von Ishitani auf YouTube sieht man, dass seine Teile außen komplett schwarz sind, wenn er Eiche biegt.
Vielleicht könnte man so ein Band auch aus Edelstahl bekommen, das würde das Problem lösen.
Ohne Band gehen nur sehr geringe Biegeradien.

 

[Manohara]

isch hätt da mal a Fraach:

Der "Tapetenlöser-Dampf" wird durch einen biegsamen Schlauch in das graue Abflusrohr (weniger empfindlich als das Braune?) geleitet.
Wo ist denn der Ausgang? Einfach ein Loch am Ende?

 

[Manohara]

was ein nicht rostendes Band betrifft, habe ich grad' dieses aus Edelstahl gefunden:
https://www.koeppl-gmbh.de/b432-32-0mm-bandimex-jumbo-band.html
30 Meter sind vielleicht ein Bisschen viel, aber sowas gibt's ...

 

[husky 928]

das graue Abflusrohr (weniger empfindlich als das Braune?)

Das braune (rotbraune) Rohr ist ein KG-Rohr (KG = Kanalgrundrohr), das wird vom Maurer unter der Bodenplatte vom Neubau verlegt, es dient zum sammeln des Abwasser und Regenwasser und weiterleiten in die städtischen Kanäle. Das Rohr ist aus PVC.

Das graue Rohr ist ein HT-Rohr (HT = hoch Temperaturbeständig), verwendet der freundliche Installateur als Abwasserrohr oberhalb der Bodenplatte. Das Rohr ist aus PP, und hält deutlich mehr aus, als sein Mitspieler unter der Bodenplatte.

 

[vellon]

@husky 928
Vielen Dank für die Erläuterung, das hatte ich mich nämlich auch schon mal gefragt.

Beste Grüße
Eric

 

[Fatso Katz]

isch hätt da mal a Fraach:

Der "Tapetenlöser-Dampf" wird durch einen biegsamen Schlauch in das graue Abflusrohr (weniger empfindlich als das Braune?) geleitet.
Wo ist denn der Ausgang? Einfach ein Loch am Ende?

Ja, einfach ein kleines Loch durch das das kondensierte Wasser abläuft. Natürlich auf entsprechendes Gefälle achten

 

[Markus-1]

Danke für deine Erfahrungen
Dazu habe ich noch ein paar Fragen:

Zugband
Kannst du das mit dem Zugband noch etwas genauer erklären? Sowohl die Konstruktion, als auch die Anwendung. Ich habe hier ein Edelstahlband 20x0,8mm. Meine Leisten sind 50x12mm. Mittig aufgesetzt würde das Band 40% abdecken, links und rechts wäre das Holz je 30% "frei". Das zu biegende Holz liegt ja auf der Form auf und wird auf der Form mit Schraubwingen und Beilagen in die Biegung gespannt. Liegt dann das Stahlband einfach zwischen Holzaussenseite und Beilagen? und verteilt dadurch den Druck der Beilagen auch ein bisschen zwischen den Beilagen? (wäre also eher ein "Druckband"?) Wie genau sollen die Zugseile an der Seilwinde wirken? (im Scheitel der Biegung wäre m.E. maximaler Druck, abnehmend mit dem weiteren Halbreis bis Null)

Abflussrohr
Auch das mit dem Rohr ist mir noch unklar: graue Abflussrohre sind aus Hart-PVC. Hart-PVC hat eine Temperaturfestigkeit von 65° (kurzfristig bis 75°). Wir arbeiten aber mit Wasserdampf, der bei >100° entsteht (darunter kondensiert der Dampf zu Wasser) - und die Einwirkzeit liegt bei mehreren Stunden ("kurzfristg" bedeutet <5 Minuten).

Wässern
Was genau soll dabei holzchemisch/-technisch wie erreicht werden? Wie hilft das dem Lignin?

Be- und Verarbeitungszeit
Durch die Erhitzung soll ja das Lignin erweicht werden. Du schreibst von 2 bis 3 Stunden (für eine 2,8mm starke Leiste). Wikipedia schreibt von 12 bis 15 Stunden plus nochmal irgendwie 65 Stunden bis es herausgenommen wird, also nach drei Tagen (Wikipedia: Dämpfen).
Wie lang hat man nach dem Rausnehmen Zeit zum Biegen? Und wie lange muss das Holz in der Biegeform gespannt bleiben, damit es die Form hält?
Und wie lange hält ein so gebogenes Holz seine neue Form?

Ich würde mich freuen, wenn die Antworten dann hier auch von "Neuen" gefunden werden.

​

 

[Fatso Katz]

Hi Markus,

ich bin auch kein Profi und habe mir das hauptsächlich über YouTube-Videos "beigebracht". Es gibt aber sehr wenige und auch sehr wenig zu lesen. Meistens werden heutzutage einzelne Lamellen in der Biegeform verleimt, weil zeitsparender und einfacher - aber etwas unschöner wie ich finde, aber das sei jedem selbst überlassen. Ich versuche zu antworten:

Zugband:
Das Zugband liegt auf der Außenseite des gebogenen und dann zwischen Werkstück und Zwinge/Zulage. Es verteilt den Druck der Zwinge aber nicht, sondern verhindert, dass sich die Holzfässern längen können. An den Stirnseiten des Werkstücks müss deswegen auch irgendwelche Endanschläge. Die Drücken dann die Holzfasern auf der Innenseite zusammen und verhindern, dass sie sich auf der Außenseite längen können.

Ich vermute auch, dass dein Zugband zu schmal ist. Es sollte meiner Einschätzung nach das Holz komplett abdecken. Aber probiere es einfach aus.

Generell solltest du dich darauf einstellen viel Lehrgeld zu zahlen. Leider. Fahrradfahren kann man aber auch nicht ohne hinfallen lernen.

Abflussrohre
Nimm dir grauen. Das hat bei mir funktioniert. Die orangenen schmelzen, wie du auf dem Foto siehst. Oder bau eine Kammer aus Holz.

Wässern
Ich weiß nicht was es bringen soll. Ich weiß auch nicht, ob es was gebracht hat. Bei dem letzten Biegungen, die dann auch in die Stühle gewandert sind, habe ich es nicht gemacht. Bei den vorherigen Werkstücken hatte ich das Gefühl, dass die Esche grauer geworden ist. Vielleicht hat Eisen im Wasser mit der Gerbsäure im Holz reagiert.

Dämpfen
Probier es einfach aus. Ich hätte zuletzt glaube ich eine Stunde pro cm. Das Dampfgerät möchte auch immer nach 60 Minuten neu befüllt werden, was etwas nervig ist, weil es ja heiß ist.
Dominik Ricker hat in einem Video bei MHM gesagt, dass das Holz spröde werden kann, wenn es zu lange im Dampf ist.
Aber wenn du Bock hast, dämpfe es deutlich länger und berichte gerne. Es würde mich interessieren.

Ich hoffe ich konnte dir helfen.


Viele Grüße

 

[fahe]

graue Abflussrohre sind aus Hart-PVC. Hart-PVC hat eine Temperaturfestigkeit von 65° (kurzfristig bis 75°)

Graue HT-Rohre sind aus Polypropylen, wie @husky 928 seinerzeit schon geschrieben hat. HT steht für Hochtemperatur... wobei "hoch" freilich relativ ist, die sollen ja nur siedend heißes Wasser aushalten. Wie man am Versuch von @Fatso Katz sieht, überstehen die ja aber wohl auch den Dampf.

Es gibt inzwischen auch KG-Rohre aus PP... das sind die grünen/blauen. Die dürften daher auch etwa im gleichen Temperaturbereich wie die HT-Rohre angesiedelt sein.

Meine "Dampfkammer" bestand vor Jahren aus ein paar zusammengespaxten Filmplattenabschnitten. Das Konstrukt wollte ich aber auch nur einmalig verwenden... und ich kann mich nicht mehr erinnern, ob das seinerzeit beim Gebrauch wirklich gelitten hat. Kam eh aus der Restekiste.

Ein (sehr) kleines Werkstück habe ich mal im Topf auf dem Herd in Wasser gekocht. *
Da ging es aber auch nur darum, einen Golfball durch ein ein deutlich kleineres Loch in einen von allen Seiten durchbohrten Würfel zu bekommen.

* Spoiler: Frauen lieben den Trick.