Spanten dämpfen und biegen

Nach mehreren Jahren Dauerbelastung kommt es öfter dazu: Spanten brechen – meist an den Stellen, an denen eine Decksstruktur nicht zusätzlich Steifigkeit liefert und starke Kräfte wirken. Meist zuerst mittschiffs, wo der Kajütaufbau und das Cockpit sind, der Schwertkasten sitzt und die Kräfte des Riggs auf den Rumpf übertragen werden. Und natürlich dort, in der Kimm, wo die Krümmung des Rumpfes besonders ausgeprägt ist. Was also tun?

Im Jahr 2021 wurde, nachdem die Wegerung, die über den Planken lag, entfernt worden war, erstmals festgestellt, dass eine Menge Spanten genau an diesen Stellen angeknackst sind. Eine erste Maßnahme war, Schienen an den Seiten der Spanten zu platzieren und mit Bolzen zu verbinden. Wie viel diese Maßnahme gebracht hat, lässt sich nur spekulieren. Wahrscheinlich konnten so einige Kräfte über die gebrochenen Stellen übertragen werden. Eine Maßnahme also, die vielleicht mit gesisterten Spanten auf Höhe der Bruchstelle vergleichbar ist.

Angebrochene Spanten wurden 2021 geschient. Die Wirksamkeit dieser Maßnahme lässt sich nur spekulieren.

Jetzt – es ist das Jahr 2026 – soll es einen Schritt weitergehen: Spanten im Ganzen austauschen. Die Spanten der Timpe Te sind eingebogene Eichenspanten mit einer Breite von 35 mm und einer Dicke von 25 mm – für die Steifigkeit im Verhältnis zum Gewicht konstruktiv also suboptimal. Aber naja, man hat das Boot damals so gebaut.

Wie nun also ersetzen? Zwei Optionen sind naheliegend: abermals einbiegen oder lamellieren. Die zweite Option ist im modernen Bootsbau die etabliertere – auch weil die Spanten durch die Verklebung der einzelnen Lamellen mehr Steifigkeit bekommen und dem Holz keine Festigkeit durch den Dämpfprozess entzogen wird.

Es gibt jedoch ein Problem: Durch die Krümmung des Rumpfes ist es nicht möglich, die Spanten außerhalb des Bootes zu bauen und sie dann noch zwischen den Balkweger und die oberste Planke zu schieben. Theoretisch könnte man die Spanten auch im Boot lamellieren – was jedoch sehr kompliziert ist und schnell in einem Epoxy-Debakel enden kann.

Bleibt also noch die andere und originalgetreue Option: abermals gedämpfte Spanten verbauen. Da das Deck für den Einbau nicht aufgerissen werden soll – das wäre die Eröffnung einer weiteren Großbaustelle, die gerne noch ein wenig verschoben werden darf – müssen die Spanten von unten zwischen Balkweger und die oberste Planke geschoben werden. Gleichzeitig muss das Holz in Form gebracht werden. Und das innerhalb sehr kurzer Zeit, bevor die Temperatur wieder sinkt.

Die Dampfkiste

Um die maximal 1,80 m langen Spanten biegen zu können, bedarf es also einer Dampfkiste. Dafür wurde ein zwei Meter langes HT-Rohr mit Endstutzen sowie ein Dampf-Tapetenablöser für die Dampferzeugung verwendet. Das HT-Rohr wurde zusätzlich isoliert, und zwei kleine Rundhölzer wurden als Träger durch das Rohr geschoben. Ein Grillthermometer dient der Überwachung der Temperatur. Am Ende des Rohres befindet sich ein kleines Loch, aus dem der Dampf wieder entweichen kann – man will ja keine Kanone bauen.

Ein HT-Rohr ist an einen Dampf-Tapetenablöser angeschlossen und dient als Dampfkiste

Die ersten Versuche haben gezeigt, dass die Temperatur im Rohr (auch am hinteren Ende, wo der Dampf wieder entweicht) konstant gehalten werden kann. Es sollte also funktionieren.

Spantrohlinge

Es gibt eine Frage, bei der sich Bootsbauer*innen (wie in so vielen Fällen) nicht immer einig sind und auch die Fachliteratur keine eindeutige Antwort liefert – auch wenn sich eine gewisse Tendenz erkennen lässt: stehende oder liegende Jahresringe für die Spanten?

Für stehende Jahresringe spricht die erhöhte Steifigkeit, dagegen jedoch die schlechtere Biegbarkeit. Bei liegenden Jahresringen ist es dementsprechend andersherum. Es ist einleuchtend, dass sich die Holzfasern bei liegenden Jahresringen besser zueinander verschieben können.

Bei der Timpe Te findet man jedoch Spanten mit stehenden Jahresringen. Auch ein Konstruktionsfehler? Ist es vielleicht sogar ein Mitgrund dafür, dass so viele Spanten gebrochen sind? Eventuell schon ein Großteil während des Biegens angeknackst? Kann gut sein. Man rechnet wohl ohnehin damit, dass etwa jeder vierte Spant beim Biegen beschädigt wird und neu gemacht werden sollte. Tendenziell haben sich die meisten Fachkundigen für liegende Jahresringe ausgesprochen – und diesem Rat wird nun gefolgt.

Eine weitere Frage ist die der Holzfeuchtigkeit. Auch hier gehen die Meinungen auseinander. Am liebsten hat man ja trockenes Holz, das keine Gefahr läuft, sich im Laufe der Zeit zu verziehen. Theoretisch ist es so, dass beim Dämpfen ausschließlich das Lignin – also der „Klebstoff“ zwischen den Holzfasern – flexibel wird und so die Verschiebung der Holzfasern gegeneinander ermöglicht. Für das Biegen sollte die Holzfeuchtigkeit jedoch theoretisch groß sein, da die Feuchtigkeit die Wärme gut transportieren kann. Zusätzlich wird der optimale Zustand zum Biegen von Holz mit „nass und heiß“ beschreiben. Im „Eichler“ steht zur Holzfeuchtigkeit Folgendes:

Über den günstigsten Feuchtigkeitsgrad der Hölzer für das Dämpfen gehen die Ansichten auseinander. Da beim Biegen selbst die Holzfeuchtigkeit groß sein soll (man rechnet mit 20 bis 30 %), liegt es nahe, nasses oder grünes Holz zum Dämpfen zu geben. Man hat dabei den Vorteil, daß das Holz schneller weich gedämpft wird, als wenn man trockenes Holz verwendet. Denn weich ist das Holz dann, wenn es naß und heiß ist. Da beim Biegen die inneren Partien des zu biegenden Stückes ziemlich unverändert bleiben, dafür aber die äußeren und die äußersten Schichten stark verändert werden müssen, ist es erklärlich, daß eben diese äußeren Schichten naß und heiß gemacht werden müssen. Und das gelingt bei Hölzern, die feucht oder naß in das Dampfbad kommen, schneller als bei trockenen Hölzern. Nasses Holz braucht an sich nur erhitzt zu werden, um in den gewünschten Zustand naß und heiß zu gelangen, während trockenes Holz sowohl erhitzt als auch angefeuchtet werden muß. Deshalb erscheint es für trockenes Holz am günstigsten, es in Wasser zu kochen. Nasses Holz oder feuchtes Holz wird allgemein im Dampfkasten behandelt, einem dichten Gefäß, in das nasser Dampf hineingeleitet wird. Wird trockenes Holz ebenfalls im Dampfkasten zum Biegen vorbereitet, so ist darauf zu achten, daß der Dampf wirklich naß ist. Andernfalls gelingt es nicht, dem Holz Feuchtigkeit zuzuführen. Ja, man kommt sogar in die Gefahr, das Holz während des Dämpfens zu trocknen.

Ein weiteres Thema ist die Dämpfzeit. Hierzu gibt es eine recht eindeutige Regel, auch wenn wiederum befragte Bootsbauer*innen andere Erfahrungen gemacht haben. Der „Eichler“ und die meisten Bootsbauer*innen empfehlen: Je Zoll Holzstärke eine Stunde Dämpfzeit. Im Fall der Spanten für die Timpe Te also ziemlich genau eine Stunde.

Spantrohling mit (nahezu) liegenden Jahresringen. Das Holz muss Weise gewählt sein: keine auslaufenden Fasern, astfrei, nicht kammergetrocknet und mit geeigneter Holzfeuchtigkeit

Bisherige Erfahrungen

Bisher gab es vier Versuche, einen ersten Spant zu biegen. Drei von vier Spanten sind während des Biegens gebrochen. Einer konnte zwar gebogen werden, bei dem waren wir jedoch noch nicht schnell genug, ihn in die korrekte Form zu bringen. Woran hat’s gelegen, dass so viele Spanten schon bei minimaler Verformung gebrochen sind?

Zuerst haben wir mit der Dämpfdauer herumgespielt, da hier und da empfohlen wurde, länger zu dämpfen. Von einem Bootsbauer hieß es: eine Stunde pro Zentimeter. Also 2,5 Stunden Dämpfzeit – kein Erfolg.

Ein weiteres Mal lag der Spant vor dem Biegen drei Tage im Wasser – wieder keine bemerkbare Veränderung. 24 Stunden vorher im Wasser, so hieß es, würden Wunder bewirken. Danach von anderer Seite dann plötzlich zwei Wochen (was Sinn ergibt, weil das Holz braucht um die Feuchtigkeit aufzunehmen). Ein Sturm an – teilweise widersprüchlichen – Informationen also.

Bei einem Spant – ohne spezielle Vorbereitung, bei einer Dämpfdauer von etwa 1,5 Stunden – hat es, wie erwähnt, einigermaßen gut funktioniert. Aus uns nicht ganz erkennbaren Gründen.

Der erste Spant in annähender Form. Nach gleichmäßig verteiltem Druck zum Einbiegen lässt sich der Spant durch die fehlende Planke gut fixieren.

Dann kam noch einmal die Frage nach der Holzfeuchtigkeit auf – und ja, beim verwendeten Holz ist sie deutlich zu gering. Ein sehr wahrscheinlicher Grund für die schlechten Biegeeigenschaften. Mit 8% Holzfeuchte war das Holz eindeutig zu trocken.

Also heißt es nun, neues Holz zu besorgen – nicht allzu lang gelagert und auf keinen Fall kammergetrocknet – und es noch einmal zu probieren.

Mal sehen, wie es wird!

Die Fortsetzung folgt …