Vorschubkraft Messung – Einfach wissen, was niemand sieht – Vorsprung durch Technologie

Hohe Genauigkeit bei Hartholz und frühem Holzabbaustadium

Die Vorschubkraft ist die Kraft, die die Bohrnadel zum Eindringen in das Holz benötigt. Sie ist neben dem Bohrwiderstand die zweite Messgröße des IML-RESI PowerDrill und liefert zusätzliche Informationen über den Zustand des Holzinneren. Denn während die Reibung am Bohrnadelschaft (Schaftreibung) den Bohrwiderstand stark beeinflussen kann, hat sie nur einen minimalen Einfluss auf die Vorschubkraft. Dadurch lässt die Vorschubkraft gemeinsam mit dem Bohrwiderstand sehr realitätsnahe Schlussfolgerungen zur Beurteilung des Holzes zu.

Darstellung der Vorschubkraft als zusätzliche Messkurve

Messkurve Bohrwiderstand und Vorschubkraft

Die IML-Analysesoftware stellt die Vorschubkurve zusammen mit der Bohrwiderstandskurve in einem Graphen dar. Beide Kurven sind farblich voneinander abgegrenzt. Zur präzisen Beurteilung der Messergebnisse ist es wichtig, beide Kurven im Verhältnis zueinander zu interpretieren und nicht nur eine Messkurve für sich.

Ohne Vorschubkurve kann Schaftreibung Holzdefekt verbergen

Die Schaftreibung wird größer, je weiter sich die Bohrnadel in das Holz drückt. Das fließt in die Bohrwiderstandskurve mit ein und bewirkt einen stetigen Anstieg der Kurve. Der Anteil der Schaftreibung ist dabei nicht vom eigentlichen Bohrwiderstand zu unterscheiden. Folglich bleibt die Messkurve der Bohrwiderstandskurve auch dann erhöht, wenn die Bohrnadel in einen Holzdefekt eindringt, obwohl der Bohrwiderstand nachlässt.

Messung der Vorschubkraft liefert hohen Zugewinn an Informationen

In bestimmten Fällen kann erst ein Vergleich mit der Vorschubkurve aufdecken, wie stark die Messkurve der Bohrwiderstandskurve durch die Schaftreibung geprägt ist und wie groß der Schaden im Holz bereits tatsächlich ist. Denn die Vorschubkurve fällt bei einem Holzdefekt deutlich ab und bleibt von der Schaftreibung weitestgehend unbeeinflusst. Vor allem der Holzabbau im Anfangsstadium wird auf diese Weise durch die Vorschubkurve sichtbar. Schließlich sind die Änderungen des Bohrwiderstands zu dem Zeitpunkt noch so gering, dass sie in der Bohrwiderstandskurve leicht durch die Schaftreibung überdeckt werden können. Besonders vorteilhaft ist die Messung der Vorschubkraft zudem bei harten Holzarten. Denn bei harten Hölzern ist die Schaftreibung höher als bei weichen Hölzern und hat somit einen stärkeren Einfluss.

Die zusätzliche Messung der Vorschubkraft ermöglicht also gerade bei harten Hölzern, eine Holzfäule wesentlich früher und genauer erkennen zu lassen als die alleinige Bohrwiderstandsmessung.

Fallbeispiele

Folgende Fallbeispiele sollen die erleichterte Identifizierung von Holzfäulen durch die synchrone Aufzeichnung des Bohrwiderstandes und der Vorschubkraft verdeutlichen.

Beispiel 1: Tropisches Hartholz mit Holzdefekt
Messkurve Bohrwiderstand und Vorschubkraft

Die Bohrkurve (grün) steigt aufgrund von Schaftreibung mit zunehmender Bohrtiefe stetig an. Bei 35,5 cm Bohrtiefe fällt die Bohrkurve ab und weist auf einen Holzdefekt hin. Allerdings ist im gesamten vorigen Anstieg der Bohrkurve eine Interpretation schwierig. Die Vorschubkurve (blau) fällt bereits bei 31 cm deutlich ab, zeigt ab 35,5 cm sogar keinen Vorschubwiderstand mehr an. Dies deutet auf einen weit fortgeschrittenen Holzabbau hin. Die Bohrkurve (grün) hingegen, bleibt durch die Reibung am Bohrnadelschaft in ihrem Niveau deutlich erhöht (bei ca. 80% Amplitute).

Beispiel 2: Buche mit Brandkrustenpilz

Die Bohrkurve (grün) fällt erst bei 28,5 cm deutlich ab und zeigt einen größeren Holzdefekt an. Die Vorschubkurve (blau) hingegen fällt bereits vorher bei 18 cm ab und zeigt bis 28,5 cm Bohrtiefe den Holzabbau im Anfangsstadium an. Der Holzabbau nimmt danach deutlich zu.

Beispiel 3: Esche mit Brandkrustenpilz

Die Vorschubkurve (blau) fällt ab 12,5 cm Bohrtiefe deutlich ab, während die Bohrkurve (grün) auf einem ähnlichen Amplitudenniveau verbleibt, welches zwischen 12 – 14 cm keinen weiteren Anstieg in der Messkurve aufweist.

Beispiel 4: Robinie mit starkem Holzdefekt

Die Vorschubkurve (blau) fällt ab 21,5 cm deutlich weiter ab als die Bohrkurve (grün), die nicht unter ca. 60% Amplitude sinkt. In den Bereichen, in denen fast kein Vorschubwiderstand (blau) auftritt, befindet sich mit großer Wahrscheinlichkeit ein Hohlraum oder ein weit fortgeschrittener Holzabbau im Stamm (z.B. Braunfäule). Die Differenz zwischen den Amplituden der Vorschub- und Bohrkurve resultiert aus der Schaftreibung.

Beispiel 5: Johannisbrotbaum (Alfarroba) mit Holzdefekt

Ab 20,5 cm Bohrtiefe fällt die Vorschubkurve (blau) deutlich ab, während ein leichter Abfall der Bohrkurve (grün) erst bei 22 cm zu erkennen ist und dieser aufgrund von Schaftreibung deutlich geringer ausfällt. Die tiefe Vorschubkurve (blau) weist auf einen fortgeschrittenen Holzabbau hin.

Fazit

Erfahrungen aus der Praxis an harten Baumarten haben gezeigt, dass die Vorschubkraftmessung nur sehr gering von Schaftreibung beeinflusst wird. Gerade bei Messungen an harten Baumarten in Verbindung mit einem frühen Stadium pilzbedingten Holzabbaus bringt die Vorschubkurve einen großen Informationszugewinn. Vorschubkurvenabfälle können nicht durch Schaftreibungseffekte überlagert werden, wie es bei der Bohrkurve der Fall sein kann. Eine Interpretation des Bohrwiderstandsmessergebnisses wird durch die Vorschubkurve erheblich erleichtert.

Häufigste Anwendungsgebiete

Der Vorteil für ein Holzprüfsystem (früher nur Bohrwiderstandsmessgerät) einer zusätzlichen Messkurve dürfte spätestens jetzt jedem klar sein.

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