Metall, Schlacke und Keramik | archaeometallurgie.de
Feb 14 2023

Spätbronzezeitliche Steinbearbeitung und ältester Stahl der Iberischen Halbinsel

Bastian Asmus
Bronzezeitliche Stele aus Baracal, Portugal. Mit Schwert, Schild und Lanzendarstellung

Bronzezeitliche Stele aus Baracal in Portugal. Zu sehen sind Lanze, Schild und Schwert.

Soeben ist unser neuester Artikel zur spätbronzezeitlichen Steinbearbeitung erschienen. Der Artikel befasst sich mit der Charakterisierung und Herkunft der bearbeiteten Stelen, sowie mit den Möglichkeiten diese herzustellen. Unser Projekt, initiiert von Ralph Araque Gonzalez von der Uni Freiburg,  hat hierfür neben der archäometrischen und archäologischen Untersuchung der Funde mit den Methoden der experimentellen Archäologie eine Hypothese formuliert, wie diese Stelen entstanden sein könnten.

Hierbei identifizierten wir den ältesten bekannten Stahl der Iberischen Halbinsel (10.-8. Jh. v. Chr.). Das Bild zeigt die kohlenstoffreichste Partie des Meißels, mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0.75% C. Der Meißel ist heterogen zusammengesetzt und weist auch Bereiche mit etwa 0,2% C  auf. Mehr dazu im verlinkten Artikel.

Der Artikel ist hier abrufbar: https://authors.elsevier.com/c/1gZzA15SlTyzU9

Eine metallogrphische Aufnahmen des Meussels von Rocha do Vigio. Bildbreite 240µm. Nital. Der Aussdchnitt zeigt die kohlenstoffreichste Partie des Meissels mit etwa 0.75 % C-
A metallographic cross section of the steel chisel from Rocha do Vigio, Portugal, dated to 900BC.
The section is 240µm in length and shows for the most part, i.e. for about 90 % of the area pearlite with  the remainder being allotriomorphic ferrite. This translates to about 0.75% carbon contents.

This section basically only shows pearlite with very little allotriomorphic ferrite. Carbon content is calculated to be aorund 0.75% C.

Literatur

Araque Gonzalez, R., Asmus, B., Baptista, P., Mataloto, R., Díaz, P.P., Rammelkammer, V., Richter, A., Vintrici, G., Ferreiro Mählmann, R., 2023. Stone-working and the earliest steel in Iberia: Scientific analyses and experimental replications of final bronze age stelae and tools. Journal of Archaeological Science 152, 105742. https://doi.org/10.1016/j.jas.2023.105742

Sep 30 2021

Mini-Doku: Eine neue Hakenbüchse für das Museum Schloss Salder

Bastian Asmus

Wir bleiben im späten Mittelalter und bei den Feuerwaffen, genauer bei den Hakenbüchsen. Ein Thema, das mich fasziniert, nicht wegen der Anwendung der Feuerwaffen, die ich ablehne, sondern wegen der Ingenieursleistung der Gießer im späten Mittelalter.

Bohren von Vollmetall war im späten Mittelalter nicht möglich. Die Bohrer, oder Neber, wie sie hießen waren schlicht nicht gut genug um Bronze zu bohren. Was es gab, waren Neber, die aber eher als Reibahlen, oder bestenfalls zum geringfügigen Aufbohren taugten.

Ein spätmittelalterlicher Bohrer, Neber genannt. Der text besagt: ein Neber dii püxn aüf zü porn.

 

Was hat das nun mit den Gießern zu tun?

Ganz einfach: Da der Lauf nicht gebohrt werden konnte, musste er gegossen werden. Dies führ zu außerordentlichen Schwierigkeiten, die umso größer werden, je länger und dünner die Läufe werden.

Das Museum Schloss Salder besitzt ein Hakenbüchsenfragment, das auf Burg Lichtenberg bei Salzgitter gefunden wurde und ist auf mich zugekommen, ob es möglich sei, die zugehörige Hakenbüchse zu rekonstruieren. Ziel ist eine beschussfähige (Böller) Hakenbüchse, die zusammen mit der Hakenbüchsenfragment im Museum Schloss Salder ausgestellt werden soll.

Der oben erwähnte Wunsch nach dem Beschuss, erlegt uns einige Einschränkungen auf, die im Einzelnen diskutiert werden müssen, da wir in diesen Punkten vom original abweichen müssen.

Ich habe mich dazu entschieden dieses Projekt als Mini Dokumentarfilm zu begleiten. Im ersten Teil beschreibe im Video zunächst woher der Fund  stammt und was Hakenbüchsen überhaupt sind. Wozu hat man sie verwendet? Wann kamen sie auf? Wie ist der Fund zu datieren? Welcher Vergleichsstücke gibt es?

Welche Schwierigkeiten es mit sich bringt aus einem Fragment eine komplette Hakenbüchse zu rekonstruieren, wird in der Doku ebenso thematisiert, wie die Tatsache, dass es sich bei der Rekonstruktion natürlich nur um eine Hypothese handeln kann, denn der Fund ist ziemlich einzigartig!

Literatur

Kellner-Deppner, C. and Oppermann, M. (2013) ‘Eine Hakenbüchse auf der Burg Lichtenberg’, Burgkurier. Mitgliederinformation des Fördervereins Burg Lichtenberg e.V. Edited by Förderverein Burg Lichtenberg e.V., pp. 7–10. Available at: http://www.fv-burg-lichtenberg.de/kuriere/pdfs/bk13.pdf (Accessed: 17 March 2021).

Sep 29 2021

Metallographische Untersuchung einer bronzenen Handbüchse

Bastian Asmus

Eine metallographische Untersuchung für eine bronzenes Handrohr: Was sind Lunker? Was sind Gaseinschlüsse? Wie lassen sie sich unterscheiden? Wie entstehen sie? Was ist ein dendritisches Gefüge? Und was bedeutet das für die mechanischen Eigenschaften? Im Video gibt es die Antworten auf diese Fragen…

In diesem Video dokumentiere ich wie eine in der Werkstatt entstandene Handbüchse untersucht wird. Es handelt sich dabei um die Rekonstruktion der Handbüchse oder des Handrohrs von Borgholm, einer sehr frühen, kleinen Handbüchse die in Schweden gefunden wurde.  Die Büchse wurde experimentell gegossen und wird nun auf mögliche Gussfehler untersucht. Außerdem werden ein paar Grundbegriffe der Metallographie geklärt.

Zunächst lege ich einen Schnitt durch die komplette Büchse,um festzustellen wie gut – oder schlecht – der Guss ist. Sehen wir viele Einschlüsse oder wenige? Kam es zu über mäßiger Reaktion mit der Formwand?Hat das Schmelzen geklappt? Hat die Schmelze zu viel Gas aufgenommen?  Dies sind nur ein paar grundlegende Fragen, die jeden Gießer interessieren. Die metallographische Untersuchung kann viele dieser Fragen beantworten.

Die Probe wird zunächst mit geschliffen, danach mit 3 µm Diammantsuspension poliert. Angeätzt wird mit alkoholischer Eisenchloridlösung. Dadurch wird das Kristallgefüge sichtbar gemacht und kann dann unter dem Mikroskop interpretiert werden.

Dieses Video steht im Zusammenhang einer größeren Fragestellung zur Entwicklung des Gießereiwesens in Europa ab dem frühen Mittelalter.  Der Büchsenguss steht in engem Zusammenhang mit Innovationen im Gießereiwesen, da er ab dem späten Mittelalter wichtige Impulse beisteuert. Dies ist vor allem darin begründet, dass die Gießerei nun aufgrund der mechanischen Anforderungen an die Geschütze gezwungen wurde ihre Verfahren zu verbessern.


Sep 29 2021

Danzig Handrohr

Bastian Asmus

Wiltu ein puchsn gießn sei sy gros oder klayn

Das Handrohr oder die Handbüchse von Danzig ist eine ungewöhnliche, sehr frühe Form einer Feuerwaffe. Ungewöhnlich ist das Handrohr weil sie an der Mündung eine dreigesichtige Darstellung zeigt. Sie wird von einigen Kollegen als Darstellung des slawischen Gottes Triglav interpretiert .

Wie alt ist das Handrohr von Danzig?

Leider ist das Handrohr von Danzig nicht genau datierbar, da die Fundumstände unklar sind. Wir wissen das ungefähre Funddatum: um die 1920er Jahre. Es gibt zwei konkurrierende Angaben:

  1. Sie stammt aus der Gegend von Schwedt, von einem Teich auf einem Gutshof
  2. Sie stammt aus der Nähe der Stadt Danzig, und ist bei Baggerarbeiten aufgetaucht

Die Handbüchse war lange im Privatbesitz und wurde 2014 bei Christies versteigert. Heute befindet sich in den Sammlungen der Royal Armouries in England. Anhand der stilistischen Merkmale ist die Handbüchse vermutlich zwischen der Mitte des 14. und Beginn des 15. Jahrhunderts nach Christus entstanden.

In diesem Video zeige ich euch, wie ich das Danzig Handrohr im späten Mittelalter im Wachsausschmelzverfahren gegossen hätte. Ich habe zunächst ein Originalwachs modelliert. Danach machte ich eine Form aus einem feuerfesten Stoff: Formlehm. Beim Brennen der Form läuft das Wachs aus der Form und hinterlässt den Formhohlraum im Lehm. In diesen kann die Bronze eingegossen werden. Zur Entformung muss ich die Gussform zerschlagen: Die Form ist verloren, jedes Gussstück somit ein Unikat..

Welches Material?

Leider liegen bis heute keine genauen Zusammensetzungsanalysen des Handrohrs vor. Es ist definitiv eine Kupferlegierung, Messing scheidet für die Zeitstellung und Region aus. Es bleiben Kupfer und Zinnbronze. Stark Kupfer reiche Legierung sind zwar ein ungeeigneter Werkstoff, diese wurden aber wie neuere Untersuchungen an einer anderen Büchsen zeigen, tatsächlich verwendet . Zudem lässt sich am den zahlreichen Rehnungen aus dem Deutschordensgebiet nachweisen, das Kupfer offenbar für den Büchsenguss Verwendung fand .

Im zweiten Teil des Videos zum Handbüchsenguss zeige ich euch wie das Danzig Handrohr fertig stelle.  Grate müssen per Meißel entfernt, die Oberfläche an einigen Stellen mit der Feile und dem Schaber bearbeitet werden. Schließlich mache ich noch den Eschenschaft für Handbüchse. Es ist ein einfacher Stangenschaft, wie wir ihn beispielsweise aus dem Landshuter Zeugausinventar kennen.

Als Archäometallurge vom Labor für Archäometallurgie untersuche ich die Metallurgie unserer Vorfahren. Hierzu bediene ich mich meines Handwerks als Kunstgießer, der historischen und archäologischen Disziplinen, sowie den materialwissenschaflichen Disziplinen der  Naturwissenschaften.

Literatur

Asmus, B. and Homann, A. (in prep) ‘Die Rekonstruktion der Handbüchse von Burg Lichtenberg’.
Petri, I. (2017) ‘Eine figürlich verzierte Tüllenhandbüchse als Triglav-Darstellung aus dem späten Mittellter?’, in F. Biermann, T. Kersting, and A. Klammt (eds) Religion und Gesellschaft im nördlichen westslawischen Raum: Beiträge der Sektion zur slawischen Frühgeschichte der 22. Jahrestagung des Mittel- und Ostdeutschen Verbandes für Altertumsforschung in Chemnitz, 29.-31. März 2016. Langenweißbach: Beier & Beran, Archäologische Fachliteratur (Beiträge zur Ur- und Frühgeschichte Mitteleuropas, 82), pp. 221–230.
Bernhard Rathgen (1928) Das Geschütz im Mittelalter. Berlin: VDI Verlag.

Jul 6 2019

Ziselieren wie in der Romanik

Bastian Asmus
Das Zieselieren des Löwenaquamaniles in Bild und Ton.

In diesem Artikel geht es um die Nacharbeit, das Ziselieren dieses Aquamaniles, wie es in der Romanik möglich gewesen wäre. Um die gießtechnisch bedingten Löcher zu verschließen, wird in der modernen Kunstgießerei ein WIG Schweißgerät verwendet. Ich verwende hier aber genau zurecht gefeilte Stücke der gleichen Legierung, die dann mit Weichlot eingelötet werden. Als Weichlot dient Zinn.

Bild eines Löwenaquamaniles, das von Dr. Bastian Asmus nach einem Original aus der Romanik modelliert und ziselert urde.

Löwenaquamanile nach einem Original von AD 1200. Das Aquanmanile wurde wie in der Romanik nur von Hand ziseliert und graviert.

Was wissen wir über Ziselieren in der Romanik?

Von Vergleichsfunden wissen wir dass Löcher mit kleinen Metallstücken verlötet wurden. Dabei ist zu beobachten, dass die eingesetzten Stücke regelmäßgie Kanten, also rund, oder rechteckig sind . Das ist gut nachzuvollziehen, denn diese Stücke mussten manuell hergestellt und eingepasst werden.

Während der Arbeit an der Rekonstruktion habe ich festgestellt, dass die plastische Verformbarkeit der verwendeten Kupferlegierungen von großem Vorteil ist: Die einzusetzenden Stücke können über Feilen und Schleifen hinaus auch durch Eintreiben an die entsprechende Form des Lochs angepasst werden. Dies hilft den Lötspalt möglichst klein und nahezu unsichtbar zu gestalten.

In diesem ersten Versuch geht es um die Annäherung an das mittelalterliche Verfahren. Fragestellung ist hier in erster Linie, ob es möglich ist mit Weichlot praktikable und anwendungstaugliche Verfahren zu finden, um ein wasserdichtes und ein mechanisch belastbare Verlötung herzustellen. Um die Erfolgschance der Reparatur zu gewährleisten wurde der Versuch zunächst mit handelsüblicher Lötflamme und Zinnlot durchgeführt.

Neben der Verschließen der gusstechnisch bedingten Öffnungen, war es notwendig die Oberfläche zu feilen, hierbei habe ich zum großen Teil handelsübliche Feilen eingesetzt. Allerdings musste ich mehrere gekröpfte Riffelfeilen herstellen, um an schwer zugängige Stellen zu gelangen. Hierzu wird in kurzer Zeit ein eigener Beitrag erscheinen.

Ausblick

Nachdem das Verlöten der einzusetzenden Stücke hervorragend funktioniert hat und zu brauchbaren Ergebnissen geführt hat, wird nun in einem zweiten Versuch zum mittelalterliche Lötverfahren, diese experimentell getestet werden. Hinweise zum Löten finden sich u.a. bei Theophilus Preybyter . Auf diese Weise nähern wir uns dem Ziselieren wie in der Romanik Schritt für Schritt.

Literatur:

Theobald, W. (1984) Technik des Kunsthandwerks im zwölften Jahrhundert des Theophilus Presbyter. Diversarum artium schedula. Düsseldorf: VDI-Verl (Klassiker der Technik).
Barnet, P. and Dandridge, P. (eds) (2006) Lions, dragons, & other beasts: aquamanilia of the Middle Ages, vessels for church and table. New Haven: Yale University Press.
Lauffenberger, J. (2007) ‘Discovering” a Medieval candlestick in the collection of the Walters Art Museum’, Objects Specialty Group Postprints, 14, pp. 130–145. Available at: http://resources.conservation-us.org/osg-postprints/wp-content/uploads/sites/8/2015/02/osg014-08.pdf.

Jun 10 2019

Ein Löwenaquamanile wie aus der Romanik

Bastian Asmus

Löwenaquamanile im rohen Gusszustand

Das Löwenaquamanile direkt nach dem Guss. Das Aquamanile ist unbearbeitet!

Ein Löwenaquamanile aus der Romanike, sowei weitere Aquamanile hatte ich bereits modelliert und gegossen, aber das Thema lässt mich nicht mehr los. Hier ist also der nächste in der Familie, und er wird nicht der letzte sein. Es fehlen z.B. noch Senmurph, Drache und Einhorn…

Warum dieses Löwenaquamanile

Dieses Löwenaquamanile ist besonders, weil er eine seltene und auffällige seitliche Drehung des Kopfes zur Seite besitzt. Außerdem ist das “typische Programm”, bei dem der Wyvern –  der zweibeinige, geflügelte Drachen – nicht dem Löwen ins Genick beißt, sondern umgekehrt: Der Löwe dem Drachen ins Genick! Vielleicht muss der Löwe deshalb so grinsen, weil er dem Plagegeist Herr geworden ist..

Metalllegierung

Die Metalllegierung habe ich entsprechende der des Originals hergestellt. . Es handelt sich um eine Legierung mit vier Hauptbestandteilen, nach ihrem Anteil in absteigenden Massenanteilen sind dies Kupfer, Zink, Zinn und Blei.

Diese wird von den Kollegen, wie z.B.  Dandrigde als “quarternary alloy” bezeichnet. In vorliegenden Falle besitzt dieses Löwenaquamanile die folgende Zusammensetzung in Masse-%:

Cu Zn Sn Pb
81,3 9,0 4,7

3,5

Diese Legierung wäre nach heutiger Terminologie eine bleihaltige Rotgusslegierung, für die es allerdings kein modernes Pendant gibt. Aufgrund ihrer Gehalte an Zink und Zinn ist diese gut gießbar, da die Zinn- und Zinkionen im Kristallgitter die gleichen Plätze einnehmen. Das Blei verbessert die spanbrechenden Eigenschaften, so dass sich diese Kupferlegierung gut bearbeiten lässt. Der Bleianteil verbessert die Dichtigkeit des Gefüges, was bei einem Wassergefäß durchaus erwünscht ist. Der Bleianteil hat einen negativen Effekt auf die Umformbarkeit des Gussstücks – Bleche lassen sich hieraus nicht fertigen – dies ist aber in diesem Anwendungsfall auch nicht gefragt.

Zweifellos waren hier Handwerker am beteiligt, die genau wussten, was sie taten, denn diese Legierung hat genau die Eigenschaften die sie benötigt.

Wachsmodell eins Löwenaquamaniles

Bienenwachsmodell eines Löwenaquamaniles nach einem Vorbild aus dem 13.Jahrhundert

Das Löwenaquamanile wurde in Handarbeit aus Bienenwachs modelliert. Dies hat in etwa 10 volle Arbeitstage in Anspruch genommen. Dies ist nicht als Hinweis zu deuten, dass dies in der Vergangenheit ähnlich lange gedauert hat. Es ist vielmehr davon auszugehen, dass das Modellieren schneller von statten ging. Die Handwerker konnten  frei modellieren, und mussten keine genaue Kopie eines vorhandenen Objekts herstellen! Die Detailarbeiten beanspruchen den größeren Teil der Arbeitszeit.

In den nächsten Wochen werde ich die Oberfläche des Löwenaquamaniles bearbeiten und den Forstschritt hier in Wort und Bild dokumentieren. Spannend dürften dabei die Arbeiten werden, die sich mit dem Verschließen, der diversen gusstechnisch bedingten Öffnungen befassen, denn ein WIG Schweißgerät stand dem mittelalterlichen Handwerker nicht zur Verfügung…

Literatur

Barnet, P. and Dandridge, P. (eds) (2006) Lions, dragons, & other beasts: aquamanilia of the Middle Ages, vessels for church and table. New Haven: Yale University Press.