Wieso sind Axtstiele aus Esche?

[Bigcubefan]

Guten Tag zusammen,

der Titel sagt eigentlich schon alles. Dass viele Werkzeugstiele, insbesondere auch Axtstiele, meist mit Esche (oder evtl. Hickory) eingestielt werden ist hinlänglich bekannt.
Gestern ist mit ein noch praktisch neuwertiger Eschenstiel an meiner Spaltaxt bei der Arbeit einfach in zwei Teile zerrissen und muss nun logischerweise ersetzt werden.
Jetzt habe ich etwas dazu recherchiert und man bekommt immer ähnliche Empfehlungen: Am besten Esche oder Hickory, manchmal wird auch Hasel, Robinie oder Weißdorn genannt, seltener noch anderes heimisches Laubholz, wie Ulme oder Hartriegel, etc.
Jedoch wird niemals Eiche oder Rot-, bzw. Hainbuche empfohlen. Warum? Bei Betrachtung der Festigkeitswerte ergibt sich kein besonders klares Bild:

Baumart	E-Modul in N/mm²	Biegefestigkeit in N/mm²	Bruchschlagarbeit in kJ/m²	Härte quer zur Faser in N/mm²
Esche	13.000 bis 13.400	102 bis 120	68	37 bis 41
Eiche	11.700 bis 13.000	88 bis 95	60 bis 75	41
Rotbuche	14.000 bis 16.000	105 bis 123	100	34
Hainbuche	14.500	130	80	32

Was konkret unterscheidet denn die Esche von den anderen drei Holzarten? Was macht sie besser geeignet für (Axt)stiele?
Oft liest man, die langen Fasern wären von Vorteil, aber Eiche ist doch auf jeden Fall langfaseriger?
Man liest auch, dass die Spaltbarkeit ein Kriterium ist, aber dann wäre doch Hainbuche auf jeden Fall besser?

Vielleicht kann hier ein Experte mal Licht ins Dunkel bringen.

 

[Schleifnix]

Spannend.. Ich lese gespannt mit.

 

[teluke]

Esche ist elastisch, während Eiche steif wie Stahl ist.

 

[Bigcubefan]

Ja, du sagst das, aber die Biegefestigkeit und der E-Modul von Esche sind doch höher? Wie kann es da "elastischer" sein? Was übersehe ich?

 

[Franz-Josef_B.]

E-Modul, Härte und Festigkeit werden in N/mm² ausgedrückt, nicht in N*mm². Wenn es unbedingt als Produkt geschrieben werden soll, dann muss der Exponent negativ sein.

Übrigens: der E-Modul, nicht "das".

(wurde zwischenzeitlich korrigiert)

 

[Dale_B_Cooper]

Buche ist halt ziemlich empfindlich für draußen. Sonst würde wohl wenig dagegen sprechen.

 

[teluke]

Aus Esche kann man Schießbögen machen, aus Eiche ist das unmöglich.

 

[IngoS]

Hallo,

wenn es um die Beurteilung von Helfern in der Landwirtschaft ging, hieß es gern, "den brauchst du nicht zu nehmen, der bricht nur den Schaufelstiel ab". Sollte bedeuten, zwar kräftig arbeiten, aber mit Gefühl und Sachverstand war gefordert.
Nun zur Esche. Esche ist deutlich zäher als Eiche und Buche. Früher wurden Dreschmaschinen Federn, also Blattfedern die in der Maschine Siebwerk und Schüttler trugen und führten, grundsätzlich aus Esche gefertigt, weil dieses Holz die ständigen Schwingungen aushielt.
Bei Wekzeugstielen wird diese Elastizität auch gebraucht. Der Schaufel- oder Spatenstiel biegt sich bei der Arbeit deutlich, wenn man nicht nur in der Erde rumstochert.
Wichtig ist beim Stiel der Faserverlauf. Da muß man beim Kauf sehr drauf achten, dass der möglichst parallel zum Stiel verläuft, ansonsten ist ein Bruch vorprogrammiert.
Bei der Axt ist der größte Stielkiller das Schlagen über das Klotzende hinaus. Dann wird die ganze Wucht des Schlages vom Stiel abgefangen, was dann immer mal wieder zum Bruch führt. Siehe oben.
Für Esche spricht gegenüber anderen brauchbaren Hölzern die Verfügbarkeit in der Menge und astfreien Qualität.
Bei Stielwerkzeugen, die nicht so hoher Belastung ausgesetzt sind, z.B. bei Holzharken werden Stiele z.B.auch haushandwerklich aus passenden Haselruten gefertigt. Die Stiele sind elastisch und leicht.

Gruß Ingo

 

[wasmachen]

Buche ist halt ziemlich empfindlich für draußen. Sonst würde wohl wenig dagegen sprechen.

Gibts bei günstigeren Schotterschaufeln...

 

[Dale_B_Cooper]

Vermutlich wegen der höheren Festigkeit bei Esche.. (wegen des Bogenbaus).

 

[Bigcubefan]

Buche ist halt ziemlich empfindlich für draußen. Sonst würde wohl wenig dagegen sprechen.

Wenn Witterungsbeständigkeit ein großes Thema wäre, dann würde Esche ebenso nicht genutzt werden, da es genauso witterungsempfindlich wie Rot- und Hainbuche ist (alles Dauerhaftigkeitsklasse 5).

Aus Esche kann man Schießbögen machen, aus Eiche ist das unmöglich.

Mag sein, aber ich würde behaupten beim Bogenbau sind die Anforderungen etwas anders als bei einem Axtstiel.


Jetzt wurde von IngoS auch noch die "Zähigkeit" angesprochen. Wie wird diese bei Holz denn gemessen?

 

[Dale_B_Cooper]

Jetzt wurde von IngoS auch noch die "Zähigkeit" angesprochen. Wie wird diese bei Holz denn gemessen?

Bruchdehnung ist recht anschaulich. Eigentlich reichen aber die o.g. Zahlen.
Zähigkeit gibt's nicht.

 

[ClintNorthwood]

Aus Esche kann man Schießbögen machen, aus Eiche ist das unmöglich.

Man kann genaugenommen aus Eiche selbst Küchenmesser anfertigen.
Die Funktionalitär ist dann halt nicht gegeben.

 

[Holzwerker1984]

Ja, du sagst das, aber die Biegefestigkeit und der E-Modul von Esche sind doch höher? Wie kann es da "elastischer" sein? Was übersehe ich?

Ich habe es so verstanden, dass sich die Esche weiter verbiegen kann, bevor sie bricht.
Die Festigkeit ist die reine Bruchkraft, das E-Modul die Kraft um die ein bestimmtes Maß zu verbiegen.
Beides sagt nicht, dass sich die Esche nicht trotzdem weit verbiegen kann, mit dann noch höherer Kraft.
Deswegen wohl auch interessant für den Bogenbau.

Jetzt wurde von IngoS auch noch die "Zähigkeit" angesprochen. Wie wird diese bei Holz denn gemessen?

Die Zähigkeit ist die oben angegebene Bruchschlagarbeit. Die wird mit einem Pendelschlagwerk gegeprüft. Hier wird gemessen wieviel Energie das Holz bei einem schlagartigen Bruch aufnimmt.

Mich wundert, dass die Buche hierbei die höchsten Werte hat (Tabelle oben). Ich habe hier schon verschiedene Holzarten gemessen und da war die Esche immer am Besten.

Warum also nun die Esche? Ich kann mir vorstellen, dass sie zwar nicht überall die besten Einzelwerte hat. Aber in Kombination dieser Werte am Besten abschneidet. Bei der Esche trägt die Belastungsrichtung (also stehende oder liegende Jahrringe) und die Faserrichtung vlt mehr zur Brauchbarkeit als Werkzeuggriff bei als bei der Buche. (Buche sehr homogen, Esche zB. ringporig)

Noch dazu könnte es sein, dass die Esche diese Belastungen einfach häufiger mitmacht als andere Holzarten mit vergleichbaren Spitzenwerten. Sie ermüdet bei diesen Beanspruchungen also nicht so schnell.

 

[Franz-Josef_B.]

das E-Modul die Kraft um die ein bestimmtes Maß zu verbiegen

Das stimmt so nicht ganz. Wie schon oben erwähnt, ist es zudem "der Modul" und nicht "das". Der E-Modul setzt keine Kräfte, sondern Spannungen ins Verhältnis zu Verformungsanteilen.

 

[Dale_B_Cooper]

Spannung ist sowas wie Kraft/Fläche. Passt also inhaltlich...

Ermüdung spielt bei Holz eine sehr untergeordnete Rolle, ohne deutliche Verformung eh nicht. Das Thema Dämpfung hatten wir noch nicht..

 

[Claus P.]

Es gibt neben den physikalischen Eigenschaften noch eine ganz praktische Erklärung. Eiche hat einen sehr hohen Gerbsäureanteil. Wenn du einen Eichenstiel in eine Spaltaxt oder Schlegel einstielst und anschließend ohne Handschuhe arbeitest, wirst du feststellen, dass nach kurzer Zeit deine Hände schwarz werden. Das ist die Reaktion von Handschweiß in Verbindung mit der Gerbsäure. Aus eigener Erfahrung weiß ich dass die Verfärbung von den Händen zu bekommen nicht ganz so einfach ist. Da braucht es mindestens Handwaschpaste. Besser ist Waschpulver, der die Säure neutralisiert und anschließend gut mit Wasser abwaschen, bis die Lauge entfernt ist.
Eschenholz beinhaltet auch Gerbsäure aber beiweiten nicht so hoch wie Eiche.

Ich hab tatsächlich in einer Axt mal einen selbstgemachten Eichenstiel eingestielt. Der ist auch heute in der Axt und hält. Allerdings nehme ich die Axt nur sehr ungern, da der Stiel sehr schwer und damit die Axt unhandlich wird. Außerdem hab ich das Problem mit den schwarzen Händen.

Bei gekauften Stielen muss man sehr auf den Faserverlauf achten. Das was man an Stielen oftmals im Baumärkten zu kaufen bekommt ist nicht unbedingt die beste Wahl.
Bei guten Axt- oder Schlegelstielen verläuft die Faser genau entlang der Längsachse vom Stiel. Einschlüsse wie Äste oder schräg verlaufende Fasern sind Sollbruchstellen, welche die Festigkeit eines Stiels sehr stark reduzieren können.

Außerdem kann ich aus Erfahrung sagen, dass Stiele oft abgeprellt werden, insbesondere wenn man Stahl auf Stahl schlägt. Normalerweise sollte man auf einen Eisenkeil nur mit einem Kunststoff- oder Holzschlegel schlagen. Allerdings hatte ich vor 30 Jahren keinen Kunststoffschlegel, also wurde mit einem 5kg Schlegel auf einen Spaltkeil aus Stahl geschlagen um große Buchen zu spalten. Sehr häufig brach der Stiel unmittelbar am Stielloch vom Schlegel ab, oder er hat sich gespalten. Das permanente Prellen vertragen auf Dauer nur wenige Stiele bzw. Hölzer.

Inzwischen mache ich mir die meisten Stiele aus Esche oder Robinie selbst. Dabei spalte ich die Hölzer, damit ich einen schönen Faserverlauf bekomme. Anschließend wird dem Stiel die Form nur mit einem Zugeisen und einem Schabhobel gegeben.
Bislang ist mir noch kein selbstgefertigter Stiel abgebrochen.

 

[XXL-DD]

Das ob ob es bricht ist manchmal ja nicht zu vermeiden und dann ist die Frage, wie es bricht.

Ich kenne Buche als zwar auch sehr widerstandsfähig bei mechanischer Belastung, das Bruchverhalten ist aber recht plötzlich - es gibt am Stück ohne große Vorwahnung nach und ist dann auch mehr oder wenig einfach durch.

Esche beginnt mit Knackgeräuschen und erster Nachgiebigkeit zu warnen und bricht dann eher kontinuierlich weiter. Stichwort Arbeitsschutz sehe ich hier im Vorteil, ich findes es persönlich auch weicher in der Vibration und damit einfach angnehmer in der Hand.

Rundholz aus Buche einfach mal hart aufschlagen und dabei festhalten, bei Esche wird der Rückschlag einfach weicher. Keine Ahnung welcher Messwert dafür zu Anwendung kommt ‍

 

[derdad]

Wenn du einen Eichenstiel in eine Spaltaxt oder Schlegel einstielst und anschließend ohne Handschuhe arbeitest, wirst du feststellen, dass nach kurzer Zeit deine Hände schwarz werden. Das ist die Reaktion von Handschweiß in Verbindung mit der Gerbsäure. Aus eigener Erfahrung weiß ich dass die Verfärbung von den Händen zu bekommen nicht ganz so einfach ist. Da braucht es mindestens Handwaschpaste. Besser ist Waschpulver, der die Säure neutralisiert und anschließend gut mit Wasser abwaschen, bis die Lauge entfernt ist.

Damit die Hände wieder sauber werden braucht es nicht viel Aufwand. Einfach mit Zitronensaft reinigen. Nachspülen. Fertig. Hab ich oft genug so gemacht, wenn ich früher viel mit Eiche gearbeitet habe. Speziell Schleifen an der Bandschleifmaschine. Eichestaub, Schweiss, und der Eisengriff am Schleiftisch.
LG Gerhard

 

[Claus P.]

Ich kenne Buche als zwar auch sehr widerstandsfähig bei mechanischer Belastung, das Bruchverhalten ist aber recht plötzlich

+1, kann ich bestätigen.

Was ich noch ergänzen wollte ist, dass neben den physikalischen Eigenschaften von Hölzern auch die praktische Erfahrung, welche Hölzer gut oder weniger gut geeignet sind, eine sehr große Rolle spielt. Der Cousin von meinem Vater war Wagner- und Drechslermeister. Leider ist er schon verstorben. Er hat aber noch in den 50er Jahren Kutschen und Wägen aus Holz gebaut.
Er hat uns für sehr viele Äxte und Schlegel Stiele angefertigt und wußte ganz genau, auf was er achten mußte, damit ein Stiel hält. Die Erfahrungen wie das Holz ausgesucht und bearbeitet wird, hat er von seinen Vorfahren überliefert bekommen.

IMO ist die Angabe von E- Modul, Zugfestigkeit usw. immer nur eine Momentaufnahme von einem ausgewählten Stück Holz, das dem Ideal entspricht. Nachdem aber Holz bekanntlich ein Naturprodukt ist, können die physikalischen Eigenschaften sehr großen Schwankungen unterliegen.
Auch dies gilt es zu berücksichtigen.

 

[Claus P.]

Einfach mit Zitronensaft reinigen.

Leider off Topic, aber trotzdem vielen Dank. Hab ich noch nie probiert. Ich freue mich immer wieder, wenn ich etwas dazulernen kann. Das werde ich das nächstemal ausprobieren.

 

[Bigcubefan]

Das ob ob es bricht ist manchmal ja nicht zu vermeiden und dann ist die Frage, wie es bricht.

Ich kenne Buche als zwar auch sehr widerstandsfähig bei mechanischer Belastung, das Bruchverhalten ist aber recht plötzlich - es gibt am Stück ohne große Vorwahnung nach und ist dann auch mehr oder wenig einfach durch.

Esche beginnt mit Knackgeräuschen und erster Nachgiebigkeit zu warnen und bricht dann eher kontinuierlich weiter. Stichwort Arbeitsschutz sehe ich hier im Vorteil, ich findes es persönlich auch weicher in der Vibration und damit einfach angnehmer in der Hand.

Rundholz aus Buche einfach mal hart aufschlagen und dabei festhalten, bei Esche wird der Rückschlag einfach weicher. Keine Ahnung welcher Messwert dafür zu Anwendung kommt ‍

Mein Eschenstiel von gestern ist ohne Vorwarnung einfach entzweigerissen.

Meinem Verständnis nach möchte ich bei einer Axt (oder praktisch jedem anderen Schlagwerkzeug), dass so viel wie möglich von der aufgewendeten Energie in das bearbeitete Objekt übertragen wird. Ein sehr nachgiebiger, "elastischer" Stiel wäre hier ja eigentlich fehl am Platz, da dann ein großer Teil der Energie in die Verformung des Stieles fließt. Man würde doch denken, dass für maximale Impulsübertragung ein möglichst steifer und deformierungsresistenter Stiel von Vorteil wäre.
Klar, der etwaige Rückschlag wäre dann härter und unangenehmer, aber da mit einer Axt ja naturgemäß nur Holz bearbeitet wird und kein Stein oder Metall, kann das doch nicht der ausschlaggebende Punkt sein, oder?

Das mit der Gerbsäure der Eiche ist ein guter Punkt, auf das wäre ich gar nicht gekommen.

Vllt. stiele ich die Axt einfach mal mit Eiche oder Buche ein und probiere es selbst mal aus.

 

[hobbybohrer]

Hallo,
die Energie eines Schlages ist zweitrangig gegenüber dem Impuls bzw. seiner Änderung. Die Impulsänderung ist die Kraft, mit der das Eisen in das Holz dringt. Im Übrigen hat @IngoS schon das Wesentliche gesagt. Nicht umsonst geht es in der nordischen Göttersage um die Weltesche und den Speer, dessen Schaft aus Eschenholz besteht. Ich würde mir einen Marken-Stiel kaufen.
Grüße Richard

 

[Claus P.]

Ein sehr nachgiebiger, "elastischer" Stiel wäre hier ja eigentlich fehl am Platz

... das ist leider ein Irrtum. Du könntest dir die Frage stellen: Warum sind bei Hammer, Axt, Spaltaxt etc. die Stiele aus Holz oder Fiberglas und nicht aus Metall?


Es gibt ja auch Hämmer mit angeschmiedeten Stiel, komplett aus Metall. Bei denen ist aber der Stiel nahe am Hammerkopf tailliert, damit eben die Schwingungen nicht auf die Hände übertragen werden.
Ein Stiel muss "schwingen" können, damit es dich nicht an den Händen prellt. Damit ein Stiel die Schläge nicht auf die Hände überträgt und die Schläge überhaupt aushalten kann, muss er elastisch sein. Sonst könntest du ja einfach in den nächsten Baumarkt gehen, ein Wasserleitungsrohr kaufen und an den Kopf schweißen. Ich kann dir jetzt schon sagen, dass du wirst keine besondere Freude damit haben.

Die Meinung, dass die Energie vom Stiel auf das Objekt übertragen werden und deswegen möglichst steif sein muss teile ich so nicht. Die Energie erzeugst du hauptsächlich durch die bewegte Masse vom Haupt (Kopf vom Hammer, Axt oder Spaltaxt). Der Stiel ist eigentlich nur die Verlängerung, dass du den Kopf in Bewegung setzt und die Schlagenergie erzeugst. Beim Auftreffen vom Haupt auf dein Objekt entsteht ein Impuls, der das Werkstück bewegt, spaltet, defomriert etc. je nachdem welches Werkzeug du hast.
Dieser Impuls wird - je steifer und unelastischer dein Stiel ist - auf deine Hände/ Körper übertragen. Genau das gilt es zu vermeiden. Wenn du schon einmal mit einer Wasserpumpenzange ein Stahlteil gehalten hast und jemand haut mit einem großen Hammer daneben, dann weißt du was "Prellen" bedeutet. Das tut verdamt weh.

Aber probiers aus. Manche Erfahrungen kann man nur selbst machen, vielleicht ist ja ein Eichenstiel für deine Anwendung tatsächlich die bessere Wahl was Haltbarkeit betrifft.

 

[Claus P.]

Hallo,
die Energie eines Schlages ist zweitrangig gegenüber dem Impuls bzw. seiner Änderung. Die Impulsänderung ist die Kraft, mit der das Eisen in das Holz dringt. Im Übrigen hat @IngoS schon das Wesentliche gesagt. Nicht umsonst geht es in der nordischen Göttersage um die Weltesche und den Speer, dessen Schaft aus Eschenholz besteht. Ich würde mir einen Marken-Stiel kaufen.
Grüße Richard

+1 Gleicher Gedanke, nur warst du einen Tick schneller.