Ein erstaunlich vielseitig einsetzbarer Werkstoff ist das so genannte „Patent-Biegeholz“, das weltweit unter der geschützten Bezeichnung „bendywood®“ angeboten wird. Das auf 80 Prozent seiner Ursprungslänge gestauchte Massivholz lässt sich bei dünnen Querschnitten von Hand, ansonsten mittels Rollenbiegemaschinen in die gewünschte Form biegen. Diese Biegbarkeit bringt diverse Vorteile mit sich: Zwei- oder dreidimensional geschweifte Teile (z. B. Treppenhandläufe, Anleimer an runden Tischen o. ä.) können am noch geraden Stab mit den üblichen Maschinen fertig bearbeitet werden. In diesem Werkstoff-Steckbrief erfahren Sie nicht nur einiges über die Geschichte des Patent-Biegeholzes, sondern insbesondere auch, was Sie beim Umgang damit unbedingt beachten sollten.
Holz wurde bereits von den alten Ägyptern nach Erwärmung durch Dampf gebogen. Die Dampf-Biegetechnik wurde kontinuierlich weiterentwickelt und erreichte einen ihrer Höhepunkte vor dem ersten Weltkrieg durch die Fa. Thonet, die in großen Produktionsanlagen mittels dieses Verfahrens ihre berühmten Thonet-Stühle herstellte.
Das Thonet-Biegeverfahren besteht darin, dass das zu biegende gedämpfte Holzstück auf ein Stahlband aufgespannt wird und zwar so, dass es sich in Längsrichtung nicht bewegen kann: Nun wird das Holz zusammen mit dem Band gebogen. Da das Holzstück eingespannt ist, werden die Holzfasern nicht nur gebogen, sondern auch gestaucht, wodurch deutlich engere Biegeradien möglich sind. Dieses Band hat auch den Vorteil, dass es nach dem Biegen auch als Form zum Trocknen der gebogenen Hölzer verwendet werden kann.
Dampfbiegen ist aber auch ein aufwändiges Verfahren: Benötigt werden Dampf-Anlagen, Biegemaschinen und für jedes Teil Biegebleche bzw. Formen, in denen die gebogenen Teile getrocknet werden müssen: Nach der Trocknung müssen die gebogenen Rohlinge noch profiliert und geschliffen werden. Eine wesentliche Erkenntnis aus dem Thonet-Verfahren war, dass gestauchtes Holz besser gebogen werden kann als nicht gestauchtes.
Das so genannte „Patent-Biegeholz“ ist das Resultat einer Weiterentwicklung dieser Erkenntnis. Bereits 1917 wurde vom damaligen Reichspatentamt in Berlin ein Verfahrenspatent erteilt, um Holz auf Dauer biegbar zu machen: Zitat aus dem Wortlaut der Patentschrift: „Das in Klötze oder Blöcke geschnittene Holz wird zunächst gedämpft, dann wird es in heißem feuchtem Zustande in die Presse gebracht, wobei es mit einer starken Bekleidung umgeben wird, um es vor dem Verbiegen während der Pressung zu schützen. Endlich werden die Stempel in der Richtung der Holzfasern in Bewegung gesetzt. Sodann wird das Holz getrocknet, worauf es nach dem Erkalten und Austrocknen nicht wieder in seine alte Länge zurückkehren kann und infolgedessen dauernd weich-biegsam bleibt.“ Biegbares Holz, nach diesem Patent hergestellt, wurde daher „Patent-Biegeholz“ genannt.
Die Gesellschaft für Holzveredelung mbH in Essen produzierte bereits in den zwanziger Jahren auf selbstentwickelten Dämpf- und Stauchmaschinen solches Biegeholz bis zu einer Länge von 165 cm. 1926 wurde ein weiteres Patent zu diesem Holzstauchverfahren erteilt und eine industrielle Fertigung gestartet. Die Produkte wurden auf dem deutschen Markt verkauft: Möbel- und Fensterleisten, Frieseinfassungen, Garnierholz, Griffe, Armlehnen, Türrahmen und Hammerstiele (für Stiele deshalb, weil gestauchtes Holz bruchsicher und Prellschlag mindernd ist).
Das „Patent-Biegeholz“ war schon damals allgemein bekannt. Es ist z. B. im Flugzeug-Typenbuch von 1939 des Hermann Beyer-Verlages im Bezugsquellen-Verzeichnis beschrieben, da es auch im Flugzeug-Modell-Bau verwendet wurde.
Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde die Produktion in Selters/Westerwald fortgeführt und nicht nur in Deutschland, sondern auch auf allen damals zugänglichen Exportmärkten (Europa, USA, Fernost) verkauft.
Seit 1990 ist die Firma Candidus Prugger Nachfolger der Gesellschaft für Holzveredelung in Selters: Die Produktionsanlagen und der Lagerbestand wurden nach Brixen überführt und die vorhandenen Kunden in aller Welt weiter beliefert. In den folgenden Jahren wurden der Produktionsprozess verbessert, neue Produkte entwickelt und neue Absatzmärkte erschlossen. So wurde u. a. eine Stauchanlage entwickelt, mit der bis zu 220 cm langes Holz auf der ganzen Länge gleichmäßig gestaucht werden konnte. Die Dämpf- und Trocknungsverfahren wurden verbessert, neue Holzarten wie Eiche und Ahorn in das Sortiment aufgenommen.
In der Folge wurden neue Produkte entwickelt, wie z. B. die Handläufe: Das Problem dabei war, Biegeholz so in der Länge zu verzinken, dass die Verbindungsstellen nicht nur sauber sind, sondern auch der Belastung einer Walzen-Biegemaschine beim Biegen widerstehen können. Auch dieses Problem wurde gelöst und nun ist es möglich, Biegeholzhandläufe in beliebiger Länge bis zu einem Durchmesser von 60 mm herzustellen.
Patent-Biegeholz heute
Dieses Holz entsteht immer noch nach dem 1917 patentierten und bereits angesprochenen Verfahren: Gedämpfte Laubhölzer (Buche, Eiche, Esche, Ahorn) im Querschnitt von 10 x 12 cm und einer Länge bis zu 280 cm werden in Längsrichtung auf ca. 80 Prozent ihrer ursprünglichen Länge gestaucht. In dieser zusammengestauchten Länge werden die Hölzer sodann getrocknet. Die ursprünglich 280 cm lange Kantel ist dann lediglich noch 220 cm lang und verfügt über eine Holzfeuchte von rund 14 Prozent. Sie kann konventionell bearbeitet werden zu Handläufen, Um- und Anleimern, Glas-, Zier- und Sockelleisten. Diese können in fertig profiliertem Zustand gebogen werden, und zwar bis zu einem Radius von 1:10 (z. B. eine 20 mm dicke Leiste bis auf einen Radius von 200 mm). „Patent-Biegeholz“ ist also ein Rohstoff, der das Biegen von massiven Harthölzern wesentlich vereinfacht: Es wird wie normales Holz bearbeitet (z. B. zu einem Handlauf) und dann in trockenem Zustand ohne Dampf in mehreren Ebenen gebogen. Es kann immer dann eingesetzt werden, wenn sich das konventionelle Dampf-Biegeverfahren entweder nicht lohnt oder nicht möglich ist, weil trockenes, fertig profiliertes Holz gebogen werden muss. Zum Biegen dieses Holzes werden keine speziellen Biegemaschinen benötigt wie beim Dampf-Biegeverfahren. Kleine Querschnitte werden von Hand gebogen, größere wie Handläufe mittels ganz normaler Walzen- bzw. Rollen-Biegemaschinen, die vom Schlosser zum Biegen von Metallrohren verwendet werden.
Einfache Bearbeitung
Die Bearbeitung von Patent-Biegeholz ist unkompliziert und problemlos, wenn man einige grundlegende Dinge beachtet.
- Stets auf den Faserverlauf achten und nicht gegen die Faser bearbeiten; beim Abrichten der Kanteln feststellen, in welche Richtung sich das Holz sauber hobeln lässt.
- Biegeholz lässt sich wie normales Holz schneiden und schleifen. Achtung beim Fräsen, denn da muss das Holz „strammer“ geführt werden: Profile fräst man daher leichter seitlich an Platten und schneidet diese dann mittels einer Kreissäge an der Kante ab.
- Die Drehzahl des Werkzeugs sollte um 20 Prozent höher gewählt werden als bei der Verarbeitung von normalem Hartholz. HSS-Werkzeuge eignen sich besser als Hartmetallwerkzeuge.
- Falls die Feuchtigkeit des Biegeholzes über 15 Prozent liegt: Die aufgetrennten Werkstücke zuerst trocknen und dann fräsen, denn feuchtes Biegeholz reißt beim Fräsen aus.
- Biegeholz schrumpft in der Länge solange, wie die Holzfeuchtigkeit abnimmt. Daraus folgt einerseits, dass man aufgetrenntes Biegeholz nicht auf Fixlängen schneiden und dann lagern soll. Andererseits muss beachtet werden, dass Leisten vor dem Verleimen nicht feuchter sind als 8 – 10 Prozent. Falls vor dem Biegen befeuchtet wurde, um besonders enge Radien zu erzielen: Zuerst trocknen und dann verleimen bzw. befestigen. Ein befeuchteter Handlauf beispielsweise muss nach dem Biegen in einer Schablone getrocknet werden oder am Geländer so befestigt werden, dass eine nachträgliche Längenschrumpfung möglich ist.
In Form bringen
Dünne Leisten werden von Hand gebogen, stärkere Leisten wie Tischumleimer mittels Spanngurten, Bandeisen, Zwingen oder am besten mittels einer Tisch-Rollenbiegemaschine. Damit werden „saubere“ Radien erzielt und das anschließende Verleimen ist sehr einfach. Starke Leisten wie Handläufe können nur mittels einer Rollenbiegemaschine gebogen werden, wie sie auch von Schlossern verwendet wird. Beim Biegen mittels einer Rollenbiegemaschine sind einige Dinge zu beachten:
- Nur Rollen verwenden, die dem zu biegenden Profil entsprechen
- Das Biegeholz anfeuchten, falls die Holzfeuchte unter 12 Prozent liegt. Am Besten das Werkstück über Nacht zwischen zwei nasse Kartone legen wie folgt: Nasser Karton – Querleisten – Werkstück – Querleisten – nasser Karton. Auf diese Weise kommt das Werkstück nicht direkt mit Wasser in Kontakt, erlangt jedoch über Nacht die richtige Biegefeuchtigkeit. Achtung: Längenverzinkte Profile keinesfalls ins Wasser legen, da sonst die Leimstellen aufgehen. Ein Anfeuchten ist nicht notwendig, wenn weite Radien gebogen werden müssen.
- Vorsicht beim Biegen von längenverzinktem Biegeholz: Während bei fachgerechtem Biegen von Teilen aus einem Stück bis zu einem Biegeradius von 1:10 gebogen werden kann, liegt dieses Limit bei verzinkten Teilen nur bei etwa 1:20 (z. B. 1 cm Materialstärke = 20 cm Biegeradius).
- Dicke Querschnitte gradweise biegen: Lassen Sie sich Zeit beim Biegen. Stellen Sie den Biegeradius gradweise enger und lassen Sie das Biegeholz bei jeder neuen Einstellung zwei Mal vor- und zurücklaufen. Veranschlagen Sie ca. eine Stunde Biegezeit um z. B. einen Handlauf von 6 Meter Länge zu biegen.
- Falls enge Radien am Limit der Biegbarkeit erzielt werden müssen, mittels der Rollenbiegemaschine zunächst nur ca. 80 Prozent des gewünschten Radius biegen. Die letzten 20 Prozent dadurch erzielen, dass das Werkstück von Hand nachgebogen wird.
- Nach dem Biegen Werkstück zum Trocknen und zur Stabilisierung der Form an einer Schablone festbinden. Ein Handlauf kann z. B. auch provisorisch am Geländer festgebunden werden, bis er sich nach ca. einer Woche in der Form und in der Länge stabilisiert hat.
- Bei der Endmontage berücksichtigen, dass Biegeholz in der Länge weiter schrumpft, solange die Holzfeuchte abnimmt. Daher sind an den Befestigungspunkten von der Mitte ausgehend Langlochbohrungen anzubringen und an den Enden sollen keine Verbindungen angesetzt werden.
- Keine wasserhaltigen Leime und Beizen verwenden, da in diesem Fall Feuchtigkeit in das Holz eindringt. Angefeuchtetes Biegeholz dehnt sich aus und schrumpft, wenn es trocknet.
- Falls das Biegeholz zum Biegen enger Radien angefeuchtet wurde – aus demselben Grund – die vorgebogenen Teile zuerst trocknen (auf ca. 8 Prozent Holzfeuchte) und dann verleimen bzw. beizen.
- Falls das Biegeholz in der Länge verleimt werden soll, dann sollten Sie die einzelnen Teile am besten an rauen Säge-Schrägschnitten verleimen: Die Länge des Schrägschnittes soll dabei mindestens das 3- bis 4fache des zu verleimenden Querschnittes sein. Verbindungen von Umleimern sollten ebenfalls geschäftet werden. Es sollte nicht stumpf gestoßen werden, um ein späteres Aufgehen der Verbindungen zu vermeiden.
- Verwenden Sie am besten folgenden PUR-Leim: „Semparoc Rapid S“ (von Collano Ebnöther).
Verleimen und Beizen
(Quelle: Candidus Prugger)
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Hobelbank am Straßenrand
