Miten höylä toimii?

Höyliä on lukematon määrä ja niiden terägeometria voi muuttua paljonkin. Oheisessa kuvassa terän asetuskulma – eli terän ja pohjan välinen kulma – vaihtelee 12,5 ja 120 asteen välillä.

Kuvassa on kaksi nyrkkihöylää, #60½ ja #9½, joiden kulmat ovat 12,5° ja 20°, Lie-Nielsenin #62 päätypuuhöylä 12° kulmalla, tavallinen Stanleyn #4 45° kulmalla ja Spiersin silityshöylä 47,5° kulmalla. Muotohöylät keskellä ovat 55 ja 60 astetta ja siklihöylän taka-alalla saa säädettyä aina 120° asti. Teräkulma voi siis olla melkein mitä hyvänsä ja lastu irtoaa silti.

Tässä jutussa yritän käydä läpi höylägeometrian perusasioita sillä ajatuksella että niitä varioimalla voi saada aikaan juuri haluamansalaisen höylän, jos semmoisen haluaa rakentaa itse. Samalla toivon mukaan tulee selville ihan tavallisen ostohöylän toiminta.

Höylän perusgeometria

Vanhin suomalainen höylä oli puunpala, johon pantiin puukko teräksi. Tällaista teränpidintä kutsuttiin lukkaroksi tai rukkaroksi. Tarkoitus oli rajoittaa irrotettavan lastun paksuutta viimeistellessä, suurin osa työstähän tehtiin vain vuolemalla. Lyhyt lukkaro ei suinkaan ollut mikään silityshöylä, vaan usein lyhyytensäkin vuoksi kavahöylään verrattavissa oleva vekotin. Vanhan sanalaskun mukaan ”rukkaro, ruma höylä, lonton ottaa ja jykyrän jättää”. Sillä siis ei ollut tarkoituskaan silotella pitkää matkaa kunnon höylän tapaan, kunhan nyt oli vuolemisen tukena.

Vaikkei lukkaro ole häävi höylä, niin sitä esimerkkinä käyttäen on kuitenkin aika helppo esitellä sitä miten höylä toimii. Kuvitellaan siis alkuun että höylän terä on vain puukko, suomalainen kun melkein luonnostaan tuntee miten puukko vuolee, leikkaa tai kaapii. Terän voi sitten ajatella laitettavaksi höylään eri kulmiin eri käyttötarkoituksia varten.

Puukko toimii käytännössä siten että puukon kylkien muodostamaa kiilaa työnnetään pitkin puuta. Mitä paksumpaa lastua otetaan ja mitä lähemmäksi puukonterä on samansuuntainen puun syysuunnan kanssa, sen todennäköisempää on, että puukonterän kärjestä lähteekin halkeama joka haukkaa syvemmälle puuhun, pahimmillaan halkaisten pitkän säleen nätin lastun sijaan. Koko höyläämisen idea perustuu tämän saman ilmiön hallitsemiseen.

Höylänterä on puukko, jonka terän kärki ylettyy hitusen verran höylänpohjan alapuolelle. Ensimmäinen parametri halkeamisen hallinnassa on siis se, kuinka syvälle höylänpohja antaa puukon haukata. Tähän vaikuttaa kaksi asiaa: ensiksi tietysti se kuinka ulos höylänpohjasta terä ylettyy. Toinen, vähintään yhtä tärkeä tekijä on se, kuinka nopeasti irronnut säle yritetään katkaista, jottei irti veistettävä säle jatkaisi halkeamistaan aina vain syvemmälle.


t">Kuva 1: Mitä edempänä kidan takareuna on teränsuusta, sen pidemmälle halkeama ehtii edetä puussa ennen kuin lastu murtuu.
Kuva 2: Karkeassa rouhintalastussa lastun murtuminen kidan pituisiin pätkiin näkyy selvästi.


Alkuunsa voisi kuvitella, että kidan kannattaisi siis olla pienin mahdollinen, jota jälki olisi mahdollisimman siistiä. Toki näin, mutta toisaalta höylänkidasta ei mahdu kidan mittaa paksumpaa lastua läpi. Jos siis höylänterä ylettyy ulommaksi höylänpohjasta kuin mitä kidan leveys on, höylä hirttää kiinni. Puusta irtoava lastu on paksumpi kuin mitä kidasta menee läpi ja höylä joko tukkeentuu kokonaan tai ainakin muuttuu turkasen työlääksi työntää. Liian tiukan kidan tunnistaa usein siitä että työntäminen on raskasta ja lastua lopettaessa kitaan jää tukkeeksi viimeinen pätkä lastua joka pitää poistaa ennen kuin ottaa uuden lastun, muuten höylä vain liukuu lastunpätkän päällä ottamatta lastua.


t">Kuva 3: liian pieneen kitaan juuttunut lastu

Tapa suurentaa höylänkitaa jotta lastut mahtuvat kulkemaan repeilyn silti lisääntymättä on lisätä lastunmurtaja, eli murtoterä. Lastu irtoaa yhä höylänterän kohdalla, mutta höylänterän etupinnalta (rintapinnalta) esiin pukkaava murtoterä rullaa lastun paljon nätimmälle rullalle ja vähentää repeilytaipumusta.

Murtoterä siis toimii höylänkidan kaverina, rullaten kidan jo taittamaa lastua entistä tiukemmalle ja estäen jäljen repeilyä. Mitä lähemmäs kärkeä murtoterän asettaa, sen hienompaa jälkeä voi saada aikaan, mutta vastapainona lastunsyvyys pienenee ja työntövoima kasvaa. Lastunsyvyys ei järkevästi voi olla suurempi kuin vajaa puolet murtoterän etäisyydestä terän kärjestä, koska muuten höyläämisestä tulee tolkuttoman raskasta.

Käytännössä murtoterä on hienointa lastua ottaessa jopa alle puolen millin päässä teränsuusta, normaalikäytössä noin millin päässä ja karkeampaa työtä tehdessä reilun millin päässä teränsuusta. Jos murtoterä on paria milliä kauempana teränsuusta, niin sillä ei juuri ole käytännön merkitystä, vaan terä toimii kuin siinä ei olisi murtoterää ollenkaan.

Teräkulma ja terotuskulma

Palataan puukkoon ja ajatellaan höylää irtoteränä. Nopein keino irroittaa puuta on laittaa puukko kalikan päähän, kopauttaa hamaraan ja halkaista puusta pitkä säle. Puuta saa irroitettua paljon myös pitkin syytä vuolemalla, mutta koko ajan on riski siitä että puusta halkeaa säle.

Sikäli kun rannevoima kestää, puukkoa voi nostaa hiukan jyrkempään kulmaan, jolloin lastu murtuu puukon toista lapetta pitkin. Työ muuttuu raskaammaksi, mutta jälki paranee. Samalla kuitenkin puukko haukkaa syvemmälle, mitä höylä puolestaan ei tee.

Viimeisenä viimeistelynä puukkoa voi hyvin käyttää kuten sikliä, kaapien pinnasta veistojäljet pois. Höylä toimii samoilla mekanismeilla. Puukko ei ole aivan täydellinen verrokki, koska kulma muuttuu vuollessa koko ajan, mutta perusmekanismi on sama.


t">Kuva 4: Jos terä on samansuuntainen syiden suhteen, veistäminen on helppoa, mutta jälki kamalaa kun puu vain halkeaa terän edellä.
Kuva 5: Jos terää käännetään jyrkempään kulmaan niin terä leikkaa paremmin. Puukko tosin sukeltaa syvemmälle, kun lihasvoima ei toimi kuten höylänpohjan tukivoima. Silti jälki on sileämpää.


Höylän suuri ero puukkoon on, että työstämisestä huolehtii vain eteenpäin kulkeva särmä. Takana tuleva ei kosketa koskaan puuhun. Teräkulmaksi kutsutaan sitä kulmaa, jossa höylänterän etupinta koskee puuhun. Terotuskulma taas tarkoittaa sitä kulmaa, joka itse höylään terotetaan. Tämä kulma mitataan siis höylänterän etupuolen ja viisteen välillä.

Tavallisissa höylissä terän terotuskulma on pääsääntöisesti noin puolet petikulmasta. Terä ei kestä juurikaan terävämpää terotuskulmaa kuin vähän vajaa 25 astetta, joten käytännössä matalimmat petikulmat viiste alaspäin olevissa ovat noin 42-45 astetta.

Tavallisissa höylissä, joissa viiste on alaspäin, on turhaa ahnehtia terotuskulmaa liian hienoksi. Itse asiassa tärkeintä on, että terotusviiste ei ahdista, eli 45 asteen höylässä terotuskulma voisi olla niinkin tylppä kuin 40 astetta. Yleensä kuitenkin tehdään jonkin verran jyrkempi viiste, 25-30 asteen luokkaa.

Kaikkein matalakulmaisimmissa höylissä terotusviiste on ylöspäin. Näissä kulma ei myöskään voi ola aivan yhtä jyrkkä kuin viiste alaspäin olevissa höylissä, vaan minimissäänkin noin 25-30 astetta. Vaikka terotusviiste olisi 25-30° ja petikulma matalin käytössä oleva 12,5°, päästään siltikin vain 37-40 asteen kulmaan.

Höylissä, joissa viiste onkin ylöspäin, voidaan höyläystapahtumaan vaikuttaa paljonkin pelkän teräkulman vaihdolla. Minimiteräkulmalla 25-30 astetta päästään mainittuun alle 40 asteeseen, mutta jos terotuskulmaa jyrkennetään, päästään teoriassa valitsemaan kaikki mahdolliset teräkulmat suoraan kulmaan asti. Näistä kuitenkin myöhemmin lisää.

Matalat kulmat ovat kevyitä käyttää ja sen vuoksi hyviä esimerkiksi päätypuun työstöön. Kuitenkin, mitä pehmeämpää puu on, sitä helpommin se repeää, joten esimerkiksi kuuselle ja harvemmalle männylle matala kulma ei ole optimaalinen. Se repii helposti pinnasta tikkuja, etenkin jos repimistä ei rajoiteta erikseen kidalla tai murtoterällä. Silti 45-47 astetta on yleisin kotimaisten puulajien työstöön käytettävä kulma. Se on yleiskäyttöinen, verrattain kevyt käyttää ja repeily pysyy hallinnassa kun höylän osaa säätää hyvin.

Varsin usein nähty silityshöylän kulma on meilläkin vähän jyrkempi, noin 50 asteen kulma. Se on jo hiukan raskaampi käyttää, mutta repimistaipumus vähenee jo jonkin verran. Meillä ei ole yleisesti ollut käytössä paljoakaan yli 55 asteen kulmia, mutta erityisesti vaikeissa, kiharaisissa jalopuissa sellaisia voi kyllä harkita.

Monesti viimeistely- ja silityshöylissä käytetään jyrkempääkin kulmaa. Englantilaisittain kulmat on jopa nimetty:
- 45° Common pitch
- 50° York pitch
- 55° Middle pitch
- 60° Half pitch

Tavanomaisissa eurooppalaisissa puulajeissa pärjää hyvin pitkälle 45-50 asteen kulmilla. Englantilaisten laajaan kirjoon ovat syynä paljolti alusmaista tuodut toinen toistaan eksoottisemmat puulajit, joita varten tarvitaan hyvin laaja skaala työkaluja. Tällä hetkellä kippurapuiden ammattilaisia tuntuvat olevan australialaiset, joiden puut vaikuttavat olevan syykuvioiltaan järjestään mahdottoman ja järjettömän välimailla. Heillä kulmien kirjo on vielä suurempi, painottuen enemmän terien kaapivaan päähän, 50-90 asteen välille ja siklihöylien osalta senkin yli.

Muotohöylissä ei yleensä ole murtoterää eikä sen paremmin säädettävää kitaakaan, joten niissä lastun murtaminen pitää hoitaa jyrkemmällä teräkulmalla, 50-55°. Lastun murto on siis hoidettu jyrkemmällä kulmalla, työn keveyden kustannuksella. Usein kuitenkaan muotohöylillä ei poisteta mahdottoman suuria määriä materiaalia (verrattuna esimerkiksi rouhinta- tai penkkihöyliin), joten työn rasittavuutta voi lisätä paremman työnjäljen varjolla.

Visakoivu on suomalaisittain vaikeimmin käsiteltävä puu, ja se on mainittu kaikissa puutyöoppaissa. Pääsääntöisesti sen työstöön on käytetty jo paljonkin kaapivampia teräkulmia, jopa 70-80 astetta. Tällaista höylää on jo erittäin raskas työntää ja sillä ei saa kuin hyvin ohutta lastua, mutta kaapivan höylän jälki on kovassa, kähäräisessä puussa hyvin sileää, koska lastun irroitus on jo lähes kaapivaa, eikä enää leikkaavaa.

Melko usein maailmalla näiden vaikeampien puiden työstö hoidetaan kidan pienentämisellä tai murtoterällä, mutta suomalaisittain asia on hoidettu teräkulman muutoksella, koska puupohjaisen höylän kita kasvaa aina. Tämäkin puhuu jo sen puolesta että eri keinoilla voi päästä samaan lopputulokseen.

Jos mennään vielä jyrkempiin teräkulmiin, tulee kyseeseen oikeastaan enää hammashöylä ja erilaiset siklihöylät. Hammashöylää on käytetty voimakassyisten puiden karhentamiseen liimausta varten, mutta se irroittaa puuta nopeasti ja syviä repeämiä tekemättä, joten sitä voi hyvinkin käyttää myös nopeaan materiaalinpoistoon kiharaisille puille.

t">
Kuva 6: Hammashöylässä terän rintapinnalle on hakattu rivi harjanteita, jolloin viistettä terotettaessa teränsuu on hampailla. Tällä tavoin edes visa ei repeile, vaan sitä pystyy rouhimaan kohtuullisen hyvin.

Siklihöylissä höylänterään on jo käännetty tavallisen siklin tapaan kierre, joka hoitaa työstön. Siklihöylän teräkulma voi olla jo yli 110° eli menosuuntaan nähden negatiivinen, koska teränsuun kierre hoitaa työstön.

Välihuuto höylistä, joiden terotusviiste on ylöspäin:

Kuten välissä mainitsin, höylissä joissa viiste on ylöspäin, voidaan teroituskulmaa säätämällä säätää myös teräkulmaa. Tämä on hyvin hyödyllinen ominaisuus, ja monet ihmiset vannovat nykyään tämän tyyppisten höylien nimeen. Niistä on toki hyötyä; yhdellä höylällä voi tehdä monenlaisia asioita vain terottamalla terän uudelleen, tai hankkimalla muutaman terän samaan höylään ja vaihtamalla teriä sitten eri tarpeisiin.

Oman kokemukseni mukaan matalakulmaiset höylät, joissa on viiste ylöspäin, ovat kyllä oikein hyödyllisiä, mutta terägeometriasta johtuen terä tylsyy niissä paljon nopeammin kuin muissa höylissä. Tällainen höylä voi siis olla oikein hyödyllinen ainoana höylänä tai vain parin höylän omistajalle, mutta vähääkään enemmän työtä tekevä tekee kyllä mieluummin monet asiat ihan tavallisella höylällä.

Tyypillisimmillään ja parhaimmillaan matalakulmaisesta ja hyvin säädettävästä nyrkkihöylästä voi saada erinomaisen yleishöylän hankaliin erikoistapauksiin. Matalakulmahöylänä päätypuun siistimiseen, tylpempään kulmaan terotettuna silitykseen tavallisille puille ja oikein tylppään kulmaan terotettuna (leikkuukulma 55-65 astetta) kaikkein kamalimmille karahkoille.


t">Kuva 7: Terotuskulmaa vaihtamalla matalakulmahöylästä saa sekä päätypuun höyläämiseen että eksoottisten puiden silittämiseen soveltuvan höylän.


Esimerkkejä suomalaisesta kirjallisuudesta

Teräkulmien kirjo on erityisen tärkeää silloin kun tehdään omaa höylää. Ohessa muutamista vanhemmista puutyökirjoista kerättyjä kotimaisiin oloihin ja kotimaisille puille kokeiltuja kulmia.

Jalmari Kekkonen, Puun käsittely työkaluilla ja koneilla, 1915

Höylien leikkauskulma (teräkulma) yleensä 30-80°
- Työstäminen syiden suuntaan kotimaisille puulajeille 45-48°
- Puun syysuuntaa vastaan (puille joiden syysuunta vaihtelee) ja visalle 48-50 astetta, hammashöylä 80 astetta
- Päätypuu, kulma 30-34°

Juho Tattari, Puusepän oppikirja, 1929

- Ohennushöyläys (rouhintahöyläys) yksinkertaisella terällä ilman murtoterää, 47-48°. Tässä on haettu ilmeisesti hiukan jyrkempää kulmaa murtoterättömyyden vastapainoksi, koska samaa asiaa korostetaan muualla tekstissä
- Pitkähöylä, karkeaan työhön 43° ja hienompaan 45°
- Silityshöylä 46-47°
- Hammashöylä (kulmaa ei mainittu, mutta kuva on sama 80 asteen höylä kuten muissakin aikakauden kirjoissa)
- Kaavinhöylä (siklihöylä) 110°
- Kimpihöylät (muotohöyliä tynnyrinkimpien sisäpinnan höyläämiseen): Murtoterällä 45°, ilman 50°
- Profiilihöylät yksinkertaisella terällä (ilman murtoterää) 50-55°


Vaikka kulmat tuntuvat tuskallisen tarkoilta ja asia vaikealta, kannattaa muistaa että kaikki kymmenet miljoonat Stanleyn höylät on tehty 45 asteen kulmalla. Mitä hyvänsä teoretisoidaan erilaisista kulmista, kannattaa aloittaa mistä vain 45 ja 50 asteen välillä. Opettele käyttämään ja säätämään sillä kulmalla oleva höylä ja rakenna tai hanki jotakin muuta vasta sitten kun on varmaa, ettei käyttämäsi puu ei millään muulla tule siistiksi. Tässä on olemassa yksi totuus ja sen miljoona variaatiota kuten monessa muussakin puutyön salaisuudessa: 90 % voidaan tehdä sillä yhdellä totuudella ja viimeiseen kymmeneen prosenttiin tarvitaan kaikki ne miljoona muuta variaatiota.


Pekka