22 Apr

Hebel und Keile beim Holzspalten

Da ich gerade organisatorisch kaum zum Podcasten komme, hier etwas für zwischendurch in Textform.

Ihr kennt das: kaum kommt der Winter muss das Schloss beheizt werden, weil sonst die/ der Liebste eine Gänsehaut kriegt wenn er/ sie nackig auf dem Kunstpelz vor dem Kamin rumliegt. Zumal ein Kamin ohne prasselndes Feuer darin weder romatisch ist, noch das Grundbedürfnis nach Wärme erfüllt. Also wird Feuerholz gebraucht. Das müssen die Minions aber erst aus Baumscheiben produzieren und da liegt das Problem: die Arbeit ist anstrengend und die Minions schaffen im schlimmsten Fall nicht genügend Holz für ein warmes Schloss heran. Mehr Minions kosten mehr Geld und die Gewerkschaft macht dem modernen Weltschurken von heute das Beschäftigen von Minions schon schwer genug. Also bleibt nur, die Arbeit effizienter zu Gestalten um mehr Feuerholz zu haben.

Dazu erreichte mich ein Tweet vom Modellansatz Podcast. Die vorgestellt Axt hatte ich schon vor ein Paar Jahren schon im Neuland gesehen und angesichts ihrer Leistungsfähigkeit, ist es verwunderlich, dass sie seitdem noch nicht verbreiteter ist (liegt vielleicht am Preis von über 190€). Brennholz habe ich selbst schon aus Baumstücken rausgehackt (mit normalen Äxten) und das war wesentlich schweißtreibender und langwieriger als in diesen Videos.

Holla die Waldfee: einen Klotz in unter einer Minute zerkleinert! Keine Frage, da hat sich wer Gedanken gemacht. Ein hübsches Beispielt für eine disruptive Entwicklung: eine gewöhnliche Keilaxt funktioniert nach einem anderen Prinzip und kann sich in diesem Bereicht kaum mit dieser Hebelaxt messen. Und schwupps sind wir auch schon bei der Mechanik angekommen! Was im Podcast noch nicht behandelt wurde: Reibung ist blöd, wenn sich Sachen gegeneinander bewegen sollen. Schauen wir also zunächst, wie eine gewöhnliche Spaltaxt die Scheite vom Rest des Baumstücks abspaltet.

Keil mit kinetischer Energie

Keil mit kinetischer Energie

Zunächst einmal vereinfachen wir das Ganze, bis wir nur noch einen Keil haben, der auf irgendeine Masse zurauscht. Durch die Geschwindigkeit und ihr Gewicht hat die Axt eine bestimmte kinetische Energie. Sobald die Spitze des Axtkeils auf das Holz trifft, wird die kinetische Energie umgewandelt. Sie verrichtet Arbeit, sonst würde ja nichts passieren. Dieser Prozess sieht vereinfacht ungefähr so aus, dass der Keil die Hälften unseres Holzstücks auseinander drückt. Das macht er mit einer Kraft, die im rechten Winkel zu seinen Außenflächen steht. Die Holzfasern werden also auseinanderbewegt und wir haben zwei Scheite. (Ohne die Eigenschaft der Fasern hätten wir hier ein Problem.)

Keil drück Holzscheite auseinander

Keil drück Holzscheite auseinander

Kraft die entlang einer Strecke wirkt, lässt sich in Arbeit umrechnen. Die Energie die diese Arbeit “leistet” sollte möglichst groß genug sein, um beide Scheite sauber voneinander zu trennen (also mit genug “Schwung” an die Arbeit!).
Zumindest wäre es so einfach, wenn die Reibung nicht wäre. Die sorgt dafür, dass die Axt auf ihrem Weg in das Holz abgebremst wird und im schlechtesten Fall stecken bleibt. (Viel Spaß beim rausziehen!) Hier reibt die Klinge des Axtes an den Kanten des Holzes. Solange die Axt sich dabei bewegt, ist es Gleitreibung. Sobald sie steckenbleibt und sich nicht mehr rührt ist es Haftreibung.

Reibung behindert Spaltvorgang

Reibung behindert Spaltvorgang

Beides blöd, denn Reibungskräfte wirken entgegen der Bewegungsrichtung. Die Kräfte die jeweils die Scheite auseinanderdrücken sind die Normalkräfte unserer Reibungskräfte. Hier liegt also das Problem. Naheliegend wäre jetzt die Reibung zu reduzieren. Und wie? Wir beschichten einfach die Kingen mit Teflon und pressen mit Druck Öl in die Holzstämme um einen Schmierfilm zu erzeugen. Das Öl erhöht gleichzeitig den Brennwert und verdrängt Feuchtigkeit aus den Fasern, ist doch super. Ne, eigentlich nicht. Öl macht Dreck und der Aufwand wäre auch viel zu groß. Also benutzte ein Finne vor einigen Jahren mal seinen Verstand und hat ein anderes Konzept gesucht Holz mit Muskelkraft zu spalten.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.