Eichenholz für eine gewölbte Sitzbank – Holzfeuchte, Schwund und Verleimung
Eine Schreinerei fertigt für einen Kunden eine Sitzbank aus massiver Eiche (Breite 420 mm, Länge 1800 mm, Sitzfläche aus drei verleimten Lamellen). Das gelieferte Schnittholz wurde mit einem Widerstandsmessgerät bei 18 °C geprüft; die Messung ergab 14 % Holzfeuchte in den Randzonen und 19 % im Kernbereich. Der Raum, in dem die Bank später steht, wird auf 21 °C und 45 % relative Luftfeuchte beheizt. Der Meister will die Bank in vier Wochen ausliefern und plant, die Lamellen sofort zu verleimen und danach zu profilieren. Ein Mitarbeiter schlägt vor, die Lamellen vor dem Verleimen lediglich zu hobeln und die Feuchtedifferenz zu ignorieren, da Eiche als formstabil gilt.
1. Beurteilen Sie die gemessene Holzfeuchte und die Feuchteverteilung im Hinblick auf die geplante Verleimung und die spätere Nutzung. Welche Gleichgewichtsfeuchte ist bei 21 °C und 45 % relativer Luftfeuchte näherungsweise zu erwarten, und welche Folgen hätte die Verarbeitung im jetzigen Zustand?
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Die gemessenen 14 % Randfeuchte und 19 % Kernfeuchte zeigen zwei Probleme: Der Mittelwert liegt mit etwa 16,5 % deutlich über dem für den Innenbereich üblichen Verarbeitungsbereich von ca. 8–10 %, und die Differenz von 5 Prozentpunkten zwischen Rand und Kern ist ein typisches Zeichen unzureichender Trocknung bzw. eines Feuchtegefälles („case hardening“-ähnliche Verteilung).
Gleichgewichtsfeuchte: Bei 21 °C und 45 % relativer Luftfeuchte stellt sich bei Eiche näherungsweise eine Gleichgewichtsfeuchte von etwa 8 % ein (Faustregel: bei 20 °C entspricht 45 % r. F. etwa 8 % u, 65 % r. F. etwa 12 % u). Die Bank würde also nach der Montage von ca. 16,5 % auf ca. 8 % abtrocknen.
Folgen bei sofortiger Verarbeitung:
- Schwund: Eiche schwindet tangential etwa 8–10 %, radial etwa 4–5 % bezogen auf den Dartrocken-Zustand. Bei einer 420 mm breiten Fläche bedeutet das je nach Jahrringlage mehrere Millimeter Breitenschwund – die verleimte Platte würde reißen oder sich wölben.
- Das Feuchtegefälle zwischen Rand und Kern erzeugt Eigenspannungen: Der trocknende Rand schwindet, der feuchte Kern hält – es entstehen Zugspannungen an der Oberfläche und Risse.
- Verleimung im feuchten Zustand: Leimfugen halten zwar, aber die Lamellen arbeiten nach dem Verleimen unterschiedlich; Fugen können aufgehen, die Fläche verzieht sich.
- Profilieren vor dem Trocknen führt zu Maßabweichungen und Nacharbeit.
Empfehlung: Holz nachtrocknen bzw. klimatisieren bis auf ca. 8–9 % Ausgleichsfeuchte, Feuchtegefälle abbauen (auf < 1,5–2 Prozentpunkte), erst dann hobeln, fügen und verleimen. Die vier Wochen sind knapp, aber bei kontrollierter Klimatisierung realistisch.
2. Der Mitarbeiter argumentiert, Eiche sei formstabil und man könne die Feuchtedifferenz ignorieren. Widerlegen Sie diese Aussage mit konkreten Zahlen und leiten Sie daraus eine konstruktive Maßnahme für die Sitzfläche ab.
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Die Aussage ist falsch. Eiche gehört zu den Hölzern mit deutlichem Schwindmaß: tangential ca. 8–10 %, radial ca. 4–5 % (bezogen auf den Fasersättigungsbereich bis dartrocken). Formstabilität bedeutet nur, dass Eiche im Vergleich zu z. B. Buche etwas geringer arbeitet – sie arbeitet aber keineswegs vernachlässigbar.
Rechenbeispiel: Eine 420 mm breite Fläche aus drei Lamellen. Bei Änderung der Holzfeuchte von 16,5 % auf 8 % sind das ca. 8,5 Prozentpunkte. Bei tangentialer Jahrringlage und ca. 0,30 % Schwund pro Prozentpunkt Holzfeuchte (bezogen auf die Breite) ergibt sich: 420 mm × 0,30 %/%-Punkt × 8,5 %-Punkte ≈ 10,7 mm Breitenschwund im ungünstigsten Fall; bei günstiger, stehender Jahrringlage (radial) etwa 5–6 mm. Selbst im günstigen Fall reißt eine starr verleimte Platte dieser Breite.
Konstruktive Maßnahmen:
- Lamellen vor dem Verleimen auf Ausgleichsfeuchte bringen und Jahrringlage beachten (stehende Jahrringe nach oben, Herzseite abwechselnd, „Spiegelbild“-Verleimung), um Wölbung zu minimieren.
- Breite der Fläche durch Fugen oder Gratleisten bzw. Nut und Feder aufteilen, sodass das Holz arbeiten kann.
- Befestigung mit Langlöchern / Nutklötzen, nicht starr verschrauben.
- Bei der Bank: Sitzfläche in zwei bis drei Segmente aufteilen oder mit Gratleiste gegen Wölbung sichern, ohne den Schwund zu behindern.
Damit ist die Feuchtedifferenz nicht „ignorierbar“, sondern zwingend zu berücksichtigen.