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Seit längerem beschäftige ich mich mittelalterlicher Gusstechnologie, und der Guss eines mittelalterlichen Aquamaniles in originaler Technik stand schon lange an. Vor über einem Jahr habe ich den Halberstädter Aquamanilen in originaler Technik modelliert. Gestützt wird das auf die Aufzeichnungen des Bendiktinermönchs Theophlius Presbyter. In seinem Manuskript, der  schedula diversarum artium beschreibt Theophilus im 61. Kapitel die Herstellung eines gegossenen Rauchfasses.  Die Beschreibung ist derart genau, dass einem in den Gießkünsten bewandertem Handwerker vor keine Schwierigkeiten stellt jegliche Plastik in dieser Technik auszuführen. Neben der Schriftquelle zum Guss von hohlen Gegenständen kamen mir die Ergebnisse der Untersuchungen zu Gute, die ich in den letzten drei Jahren an mittelalterlichen  Gussformresten und Tiegeln aus Dinant und Namur in Belgien durchgeführt habe.

Guss eines mittelalterlichen Aquamaniles

Die Form wurde  drei Tage vor dem Guss aus Formlehm aufgebaut und über heißen Holzkohlen ausgeschmolzen. Danach wurde die Form im Holzkohlenfeuer gebrannt. Auch hierzu können wir uns auf Theophilus verlassen:  Die Form wird mit Holzkohle bedeckt und diese werden entzündet, sobald die Form unter den glühenden Holzkohlen sichtbar wird wird neue Holzkohle aufgelegt. Das Ganze wird dreimal wiederholt . Der Anschnitt ist denkbar einfach über die Füße ausgeführt. Alle vier Füße sind offen und wurden um einige Zentimeter verlängert. Aus diesem Grund wird die Form kopfüber aufgestellt um gegossen zu werden. Die Legierung für den Guss ist eine Vierstofflegierung aus Kupfer, Zink, Zinn und Blei, CuZn13Sn8Pb2, und wurde für diesen Aquamanilen legiert. Es handelt sich also um einen bleihaltigen Rotguss.

References

Archäologie im Experiment – Zementation im Maasgebiet

Im Maasgebiet im heutigen Belgien wurden im Mittelalter in großer Menge Messinggegenstände hergestellt, welche bis ins 19. Jahrhundert auch im deutschen Sprachgebrauch als Dinanderie bezeichnet wurden. Stellvertretend seien hier Grapen, Kerzenleuchter und Aquamanilien genannt. Zwischen 1995 und 2010 wurden vom Service Publique Wallonie (SPW) sechs Fundplätze der mittelalterlichen Buntmetallverarbeitung ergraben, die man mit Recht zu den bedeutendsten Metallgewerbefundplätzen des Mittelalters rechnen kann .

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Dieses Aquamanile aus Bronze hat das Aquamanile des Halberstädter Domschatzes zum Vorbild und ist heute noch als einer der wenigen Aquamanilien im ursprünglichen Funktionszusammenhang erhalten geblieben . Aquamanile, zuweilen auch als Aquaemanale, Aquimanile, Aquamanilia bezeichnet, setzt sich aus den lateinischen Worten aqua, für Wasser und manus, die Hand zusammen. Der Begriff wurde im Mittelalter vorrangig für das Auffangbecken des Wassers verwendet, das eigentliche Gießgefäß wurde in der Regel als  urceus, also lateinisch für Krug, bezeichnet . Aquamanile dienten der rituellen Handwaschung der Priester vor der Messe. Die Sitte der Handwaschung war aber nicht auf den liturgischen Gebrauch beschränkt. In Haushalten mit hohem sozialen Status ist der Gebrauch von Aquamanilien ebenfalls anzutreffen gewesen. Diese unterschieden sich zum Teil in ihren Motiven. Während beispielsweise Greif und Löwe in der Liturgie Anwendung fanden, kamen Reiter (Ritter) oder das bekannte Aristoteles und Phyllis Aquamanile an gehobenen Tafeln zum Einsatz.

Im letzten Monat habe ich ein Aquamanile des 13. Jahrhunderts modelliert und in der Gießereiwerkstatt in Bronze gegossen. Da das Löwenaquamanile im Wachsausschmelzverfahren nach der verlorenen Form gegossen wurde, musste ein Wachsmodell modelliert werden. Dieses wurde, wie es der Benedektiner Mönch und Goldschmied Theophilus Presbyter beschrieben hatte, über einen Kern aus Lehm hergestellt.

Dazu wurden Wachsplatten hergestellt und im warmen Zustand an den Kern angelegt. Auch dies schildert Theophilus. Es wäre auch möglich gewesen eine Wachsschicht durch wiederholtes Tauchen zu erzeugen. Allerdings ist diese Methode in den Schriftquellen nicht erwähnt. Nach dem Aufbringen der Wachsschicht wurden die Details des Löwen modelliert und mit einer feinen Verzierung bedacht, wie z.B. an der Mähne.

Das Aquamanile wiegt 4.9 kg und hat ein Fassungsvermögen von 1.35  l. Der neu geschaffene Löwe kann in seiner ursprünglichen Funktion als Wasserspender bei der Handwaschung bei den Veranstaltungen des französischen Projekts Fief et chevalerie zur Geschichtsdarstellung des 12. und 13. Jahrhunderts erlebt werden.

Literatur:

[tab: Beschreibung]

Bastian Asmus 2012:

Medieval Copper Smelting in the Harz Mountains, Germany (= Montanregion Harz, Bd 10 [Hg. Christoph Bartels, Karl Heinrich Kaufhold und Rainer Slotta]), Bochum (Veröffentlichungen aus dem Deutschen Bergbau-Museum Bochum Nr 191), 2012, ISBN 13: 978-3-937203-63-8

395 Seiten, englisch, farbig, Appendix zur mikroskopischen Identifizierung (Auflichtpolarisationsmikoskopie) von Schlackenphasen, Metallphasen und Erzmineralien, sowie deren Analysen mittels REM-EDX, EMS-WDX und RFA zur pauschalchemischen Charakterisierung.

44,- Euro

Mittelalterliches Kupfer aus dem Harz

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung eines hochmittelalterlichen Hüttenplatzes im Harz, unweit des UNESCO Welterbes Rammelsberg und Goslar. Es ist mit über 1000 m² Fläche die bis dato unfangreichste montanhistorische Ausgrabung im Harz. Es handelt sich um einen Hüttenplatz an dem das polymetallische Rammelsbergerz auf Kupfer, Blei und Silber verhüttet wurde. Der Platz kann als typisches Beispiel für einen hochmittelalterlichen Schmelzplatz im Harz angesehen werden. Besonderer Wert wurde auf eine interdisziplinäre Herangehensweise gelegt und dabei historische, archäologische, naturwissenschaftliche Quellen herangezogen.

[tab: Deutsches Abstract]

Kurzzusammenfassung

Der Rammelsberg im Harz gehört zu den größten Metalllagerstätten weltweit und wurde für mindestens ein Jahrtausend kontinuierlich genutzt. Bis heute sind die die genauen Prozesse der Metallherstellung aus Rammelsberger Erzen nur unzureichend verstanden. Die vorliegende Arbeit hat die archäometallurgische Auswertung der bisher umfangreichsten Grabung zum Montanwesen des Hochmittelalters im Harz. Es wurden mehr als 1000 m² archäologisch untersucht. Der Fundplatz Huneberg kann als einer für den Harz typischen Schmelzplatz des ausgehenden 12. Jahrhunderts betrachtet werden.

In der historischen Literatur wurde der Rammelsberg im 20. Jahrhundert als Silberberg verklärt, wohin neuere montanhistorische Studien nahelegen dass der Rammelsberg im hohen Mittelalter als Kupferlieferant anzusehen sei, da der Silbergehalt der Erze zu gering sei. Moderne lagerstättenkundliche Untersuchen klassifizieren den Rammelsberg als Blei-Zink Lagerstätte. Vor diesem Hintergrund wurde eine archäometallurgische Untersuchungen der Verhüttungsrelikte durchgeführt um zur Beantwortung der Fragen nach der Natur der hergestellten Metalle und deren Herstellungsprozessen bei zu tragen. Die naturwissenschaftliche Untersuchungen von Schlacken, metallurgischem Stein, Erzen, Ofenlehmen und metallischen Resten bilden die Basis für einen Einblick in die komplexen Herstellungsprozesse mittelalterlicher Hüttenleute. Die Rekonstruktion der Hüttentechnologie wurde mit den Quellen so bedeutender Zeitzeugen wie Theophilus Presbyter oder Albertus Magnus verglichen. Die Rekonstruktion geht von einem mehrstufigen Prozess der Anreicherung von Kupfer und Blei in zwei parallel laufenden Prozessen aus. In den drei Öfen des Hunebergs liefen demnach unterschiedliche Prozesse ab, die sich grob folgendermaßen darstellen. Im größten Ofen fand das Rohschmelzen statt, bei dem das nicht zu klaubende Rammelsberg Erz in eine kupferreiche und eine bleireiche Charge separiert wurde. Diese beiden Char- gen wurden jeweils für sich in je einem weiteren Ofen zu metallischem Blei und Kupfer verarbeitet. Das Blei kann als Werkblei charakterisiert werden, wurde aber nicht vor Ort abgetrieben. Eine direkte Silberproduktion fand am Fundplatz nicht statt.
Am Fundplatz wurden rund 1.6 t Schlacke gefunden, was eine Berechnung der Gesamtkupferproduktion von 600 kg erlaubt. Es ist davon auszugehen, dass das Blei in einem ähnlichen Umfang produziert wurde. Dieses würde wiederum bedeuten, dass im Blei etwa 1.4 kg Silber vorhanden waren.

[tab: Bestellung]

Bestellung

44,- Euro zzgl. Versandkosten

Online auf den Seiten des Deutschen Bergbau-Museums

[tab:END]

Das Verfahren mit der verlorenen Form wird sehr oft mit dem Wachsausschmelzverfahren gleichgesetzt. Dies ist aber nicht richtig, denn auch das Sandformverfahren ist ein Verfahren mit verlorener Form. Die Liste lässt sich fortsetzten: Das Lehmhemdverfahren für den Glockenguss ist ebenso ein Verfahren mit verlorener Form, wie das Gießen von Kanonen in Lehmformen!

Wachsausschmelzverfahren

Das Wachsausschmelzverfahren sollte daher besser Verfahren mit verlorenem (Wachs-)Modell heißen, so wie es das Französiche cire perdu, oder das Englische lost wax method ausdrückt. Denn einer der entscheidenden Unterschiede ist eben, dass das Modell bei diesem Verfahren verloren geht, wohingegen die Form bei allen außer dem Guss in Dauerformen verloren geht! Das Verfahren ist seit sehr  langem bekannt, frühe Nachweise lassen sich in Baluchistan (Pakistan) für das Ende des vierten bis Anfang des dritten Jahrtausends vor Beginn unserer Zeitrechnung finden .

Mit Hilfe eines Modells aus Wachs, welches genau dem gewünschten zu gießendem Objekt gleicht, wird eine Negativform hergestellt. Diese ist bei der großen Mehrzahl der Formen in unserer Geschichte aus Lehm, und gehört damit zu den tongebundenen Formstoffen. In späteren Zeiten kommen noch weitere Formstoffe hinzu, die aber nicht Gegenstand dieses Beitrags sind.

Formlehm – ein genialer Werkstoff

Generell sollte ein Formstoff folgenden Anforderungen gerecht werden:

• feuerfest
• keine Schrumpfung
• gasdurchlässig
• bildsam
• leichter Zerfall nach dem Guss (nicht relevant für ältere Verfahren)

Da reiner Ton zu fett ist, d.h. er eine zu große Schwindung in reiner Form aufweist muss der Ton gemagert werden. Dies geschieht mit anorganischem und organischem Materialien. Archäologisch nachgewiesene und/oder historisch/ethnographisch belegte Zuschläge sind: (Quarz) Sand, zermahlene alte Formen, Tierhaar, Pferdemist und Spreu. Der Ton fungiert als Bindemittel für die anorganischen, feuerfesten Magerungsmittel. Da diese beim Trocknen nicht schrumpfen, kann über deren Anteil die Schrumpfung des Formstoffs eingestellt werden.

Die organischen Magerungsmittel haben eine andere Aufgabe; sie verbessern die plastischen Eigenschaften im feuchten Zustand. Sie verringern durch ihre faserige Gestalt das Reißen beim Trocknen. Sie verbessern die Gasdurchlässigkeit da sie beim Brand der Formen verbrennen. Der Formlehm wird/wurde von jedem Gießer selber hergestellt und kann mit Erfahrung an jedem Ort hergestellt werden an dem gearbeitet wird/wurde. Die Rohmaterialien sind überall zu bekommen.

Historische Quellen wie Theophilus Presbyter  im 12. Jahrhundert , Vanoccio Biringuccio oder Benvenuto Cellini  im 16. Jahrhundert  teilen uns ihre Rezepte mit. Auch bei Lazarus Ercker , dem berühmten Probierer und Metallurgen des 16. Jhdts finden sich einige Hinweise wie mit Ton zu verfahren ist um feuerfeste Materialien herzustellen .

Formen

Unter Formen oder Einformen versteht man das Herstellen einer Form. Das fertige Wachsmodell wird hierzu mit dem Formlehm umhüllt. Dabei ist darauf zu achten, dass das Modell nicht deformiert wird, und dass der Formstoff an allen Wachsoberflächen ordentlich anliegt. Danach wird die Form getrocknet, dabei entweicht das Quellungswasser. Als nächstes muss das Wachs  ausgebrannt werden, so dass der Formhohlraum entstehen kann.  Nachdem das Wachs ausgeschmolzen ist, muss die Form gebrannt werden, um das chemisch gebundene Kristallwasser zu entfernen. Ist die Form nicht gebrannt, würde das Kristallwasser beim Eingießen der 1100-1150 ºC heißen Schmelze verdampfen und im besten Fall den Guss unbrauchbar machen – im ungünstigsten Fall  würde die Form explodieren oder flüssiges Metall aus der Form spritzen.

 Schmelzen und Gießen

Das Schmelzen des Bronze erfolgt im Schmelztiegel, der mit Holzkohle zusammen im Schmelzofen steht. Je nach Konstruktionsprinzip muss ein Ofen mit Blasebälgen betrieben werden, oder er kann den natürlichen Zug ausnutzen . Mit Hilfe der Blasebälge lässt sich aber auch ein Ofen mit natürlichem Zug besser kontrollieren. Bronze ist über 1000 ºC flüssig und muss bis etwa 1150 ºC erhitzt werden. Man spricht hier von Überhitzen der Schmelze, so dass genug Zeit bleibt den Schmelztiegel zu ziehen und Metall einzugießen. Im Falle des oben gezeigten Films (1 kg Bronze) verbleiben dafür etwa fünf Sekunden, bevor das Metall zu kalt ist. Die Form wird zerschlagen um den Guss zu erhalten. Die Form ist nun verloren, und für weitere Güsse müssen neue Formen gemacht werden.

Nacharbeit

Um aus dem Rohguss einen fertigen Gegenstand zu machen, musste er in der Urgeschichte auch Steinen geschliffen werden. Hierzu wurden Schleifsteine verschiedener Körnung verwendet. Am Ende kann der Guss poliert werden, was mit Leder, Holz oder Holzkohle geschehen kann. Im Fall von Leder und Holz kann man Tonpulver, Holzkohlepulver, oder auch Ohrenschmalz verwenden. Die Nacharbeit ist die bei weitem zeitaufwändigere Tätigkeit. Im Falle des Fingerrings aus dem Film waren es 2 h für das Formen, Brennen und Gießen, aber 20 h für das Schleifen und Polieren.

Literatur