Kupfertreiben 10. Klasse
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Aufgabe 6

Kupferbecher

Der Kupferbecher wird aus einer kreisrunden (0,8 mm Dicke) Kupferplatte gearbeitet. Der Zeitaufwand zur Herstellung des Bechers ist etwa 12 Stunden, dazu müssen zwei weitere Doppelstunden hinzugerechnet werden, eine für die Einführung und eine für die sorgfältige Fertigstellung des Bechers. Ich habe diese Arbeit jeweils in einer Werkepoche der 10. Klasse durchgeführt. Sie verlangt viel Geschick, einen konsequenten und disziplinierten Arbeitsablauf und Ausdauer.

Folgende Werkzeuge sind dafür nötig:

1. Für das Faltenschlagen braucht es einen Faltenklotz. Wie auf der Zeichnung (hier oben) ist er für beide Spannzangen der Hobelbank einsetzbar. Oben auf dem Holzklotz führt eine Rinne in einer leichten Neigung nach hinten.

2. Weiter braucht es ein Rundholz aus einem Hartholz oder einen Einziehklotz (Abb. oben). Ich musste bei dem Einziehklotz einen Kragen einsetzen, weil ich kein breiteres Holzstück zur Verfügung hatte. So lässt er sich auch in die Spannzangen einführen.

3. Die Hämmer:

- Für die ersten Arbeitsgänge ist der »umgewandelte« Schlosserhammer nötig                                 - Für die weitere Arbeit ist ein Autospenglerhammer ideal. Vorne und hinten hat er        Plastikaufsätze und im Innern sind Unterlagsscheiben ins Rohr eingelassen. Dadurch »springt« der Hammer beim Aufschlagen nicht.

4. Das Eisenrohr                                                                                                                                        In der Einführung "Kupfertreiben allgemein" dargestellt. Das Eisenrohr habe ich also bereits geschildert. Wichtig ist hier, dass der Becher nie tiefer sein kann als die Länge des - frei über den Klotz hinausragenden - Rohres. Weiter soll der Holzklotz (auf dem das Eisenrohr befestigt ist) hoch genug sein, damit der Becher frei bewegt werden kann.                                                              Wenn diese Werkzeuge zur Verfügung stehen kann die Arbeit beginnen!

Hier eine erste Orientierung über das, was bevorsteht:

Wir schneiden aus der Kupferplatte eine kreisrunde Scheibe mit Durchmesser von 24 cm. Der Rand muss gefeilt werden. Es dürfen keine Einschnitte und keine Kerben mehr vorhanden sein. Der Mittelpunkt muss bestimmt werden und im Zentrum ein Kreis von 4 cm Durchmesser gezogen werden. Die Bodenfläche bleibt bis zum Schluss der Arbeit unberührt! Damit die Schüler verstehen, was bei dieser Arbeit vor sich geht, habe ich diese Berechnungen aufgeschrieben. Die erste Anhebung des Kupfers bis 45° braucht einige Durchgänge. Die letzten Arbeitsgänge auf dem Eisenrohr verlangen viel Geschick und Ausdauer. Der Umkreis verengt sich immer mehr! Wie viele Zentimeter real eingezogen werden, habe ich hier oben vorgerechnet. Um so viel verdickt sich also auch das Kupfer. Wird sauber gearbeitet, lässt sich mit der Schieblehre die letztendliche Dicke messen. Es kann sein, dass die Dicke des Kupfers angewachsen ist auf 1,6 - 2,0 mm!

Die Bodenfläche bleibt bis zum Schluss der Arbeit unberührt. Wir müssen sie äusserst sorgfältig von allem anderen »abtrennen«.

Etwas über der Kreislinie (ca. 5mm) wird ein kreisrunder »Knick« geschlagen. Es ist egal wie sich das Kupfer über diesen Rand hinaus wölbt. Was wir erreichen müssen ist eine plane, saubere Standfläche, die nun vielleicht im Durchmesser etwa 5 cm beträgt. Verengen lässt sich die Bodenfläche immer noch. Aber ist es kaum möglich die Bodenfläche zu dehnen. Wenn Schüler eine Bodenfläche von 3,5 cm geschlagen hatten, hatten wir ein Problem, denn der Durchmesser des Eisenrohres war grösser. Ich behandle dieses Problem später noch und gehe mal davon aus, dass korrekt gearbeitet wird!

Das Faltenschlagen in die Kupferwand:                                                                                            Wenn die Bodenfläche »gesichert« ist werden Falten geschlagen. Es geht relativ rasch, aber der Hammerschlag muss genau auftreffen. Die flach-gerundete Rückseite des Hammers darf nur flach auftreffen. Es dürfen sich keine Kanten des Hammers ins Kupfer eingraben. Wenn Schüler dies nicht beachten, so geschieht erst lange nichts. Dann aber, wenn der Becher fast fertig ist, können diese Stellen aufreissen! Plötzlich ist ein Loch da und wenn dann einfach weitergearbeitet wird, reisst das Kupfer an dieser Stelle immer weiter auf. Hier kann nur Hartlot das Loch stopfen.    Hartlot braucht eine hohe Temperatur bis es flüssig wird (über 950°C). Nach dem Erhitzen muss dann der ganze Becher nochmals sorgfältig überarbeitet werden, denn durch die Wärme ist er völlig weich geworden.

Das Einziehen:                                                                                                                                          Nachdem die Falten geschlagen sind, wird von der Bodenfläche aus spiralförmig nach oben gearbeitet. Die Schläge müssen nicht eng aneinandergefügt sein, viel wichtiger ist zu beachten:

  • Die Wand muss gerade bleiben.
  • Wir erinnern uns, dass dort wo der Hammer auftrifft, das Kupfer sich leicht aufwölbt. Denken wir daran das Kupfer immer leicht über die Kante hinunter zu drücken, damit wir der Aufwölbung entgegen wirken.
  • Ganz entscheidend wichtig ist der Ort des Aufschlages. Der rote Punkt vorne unten ist der Auflagepunkt des Kupfers. Der rote Punkt hinten-links ist der Aufschlagpunkt des Hammers. Immer muss knapp über dem Auflagepunkt geschlagen werden, damit wir das Kupfer wirklich biegen.

Also im Ganzen nur so viele Schläge aufwenden als für die Verformung nötig ist, denn es braucht viele Durchgänge.

Hart-Werden des Kupfers:                                                                                                          Vielleicht (wenn nicht zu viel Schläge aufgewendet wurden) kann man noch einen zweiten Durchgang machen. Man soll das Kupfer ein wenig drücken und schauen ob es schon ganz hart geworden ist. Ist es zu hart, nützt ein zweiter Durchgang nichts mehr.

Erhitzen:                                                                                                                                                Wir müssen das Kupfer in der Gasflamme erhitzen. Ich habe das anfänglich mit einem kleinen »Bunsen« Brenner gemacht. Das geht aber viel zu lang. Deshalb kaufte ich für die Schule eine grosse Flasche mit einem guten Aufsatz, der eine richtig grosse Flamme gab. Ich erhitzte mit der Flamme die Innenseite. Hier bleibt die Flamme gefangen und erhöht sich die Wärme. Ich liess die Flamme langsam das ganze Kupfer »abschlecken« und forderte die Schüler immer wieder auf zu schauen was passiert! Die Farbe wird stumpf, es entstehen Regenbogenfarben dort wo die Flamme gerade erhitzt, die Oberfläche scheint sich in »Silber« zu verwandeln, dann endlich fängt sie an zu glühen. Das Kupfer soll möglichst überall einmal rot erglüht sein. Mit einer Zange haben wir das Kupfer gehalten, jetzt führen wir das erhitzte Kupfer über den Wasserkessel und lassen es hereinfallen. Es zischt, Wasserdampf steigt hoch, aber so gleich können wir es wieder aus dem Wasser herausnehmen. Es sieht gar nicht mehr schön aus. Es hat viele schwarzen Stellen an der Innenseite, wo die Flamme das Kupfer direkt berührte und von aussen ist die Farbe dunkel und matt geworden.

Eintauchen in Säure:                                                                                                                            Die Oberfläche muss gereinigt werden. Hierzu habe ich immer eine hochprozentige Salzsäure (HCL) verwendet. Bei uns in der Schweiz erhält man in der Drogerie nur 10%ige Salzsäure. Das ist zuwenig. Die höchste Konzentration liegt irgendwo bei 36,5%. Wenn es noch höher heraufgeht, dann verflüchtig es sich in Gas! Dafür musste ich hier in der Schweiz in der Gemeinde einen Gift-Schein holen. Wenn ich den Zweck angegeben hatte (wofür ich es brauchte), stellten sie mir diesen Schein aus und konnte ich eine Flasche hochprozentigen Salzsäure kaufen. Schütte nie das Wasser in die Säure sonst entsteht das »Ungeheure«!!

Also zunächst die nötige Wassermenge aufbereiten und dann die Säure hineingeben. 15 bis 20% Salzsäure ist für unsere Zwecke hoch genug. Ich hatte jeweils einen Trichter und einen alten Benzinkanister. Die Behälter müssen säurebeständig sein. Vor der Stunde schüttete ich das Gemisch in einen Topf (ein alter Emailtopf - säurebeständig) und schloss den Topf mit einem Deckel. Nach der Stunde schüttete ich alles zurück in den Benzinkanister. Neben der Salzsäure hatte ich ein Waschbecken mit Wasser aufgestellt. Jetzt hatte ich eine grosse Holzzange gemacht, mit ihr wurde das geglühte Kupfer in das Gemisch untergetaucht und leicht bewegt. Sehr schnell war es dann sauber, leuchtete matt in einem rötlich braunen Glanz. Die Oberfläche sah etwas porös aus. Und abschliessend wurde es in dem Wasserbecken abgewaschen. Jetzt musste alles gut abgetrocknet werden, denn nur mit einem trockenen Kupfer durfte weitergearbeitet werden (sonst rostet ja alles).

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Hier noch ein paar Ergänzungen:

  • HCL verflüchtigt sich beständig. Auch aus geschlossenen Kanistern kann das Gas entweichen. Steht der geschlossene Behälter längere Zeit, so wird man nach zwei bis drei Monaten folgendes sehen: Alle Werkzeuge aus Eisen rosten!
  • Ich hatte in meiner Werkstatt eine alte Chromstahl Küchenabdeckung. Die Schüler arbeiteten nicht immer sorgfältig. Sie warteten oft nicht bis der letzten Tropfen HCL vom Kupfer abgefallen war. Nach kürzester Zeit konnte ich den Schülern die Folgen von HCL-Tropfen auf Chromstahl nachweisen: es entstanden Rostflecken!
  • Wenn durch unachtsames Hineinplumsen in die Säure ein Tropfen auf die Kleidung fällt, muss diese sofort mit Wasser gespült werden. Dann hat es keine Folgen.
  • Wenn jemand das Kupfer nicht nur glühend, sondern weiss-glühend erhitzt, dann setzt er sich der Gefahr aus, dass eine schadhaft brüchige Stelle gebildet wird. Eine Stelle, die nicht mehr blank geputzt werden kann und immer schadhaft bleibt.
  • Wer mit nassem Kupfer, auf dem vielleicht sogar noch Spuren des HCL's vorhanden sind, arbeitet, richtet das Werkzeug zugrunde: es rostet!                                                                     _____________________________________________________________________

Nur wer diszipliniert arbeitet hinterlässt keine Spuren und schafft den Becher mit Wandungen bis 45° Winkel problemlos.

Noch eine Ergänzung:                                                                                                                          Ich habe Schüler gehabt, die nicht weitergekommen sind als die 45° der Wandung. Sie hatten bereits (oder sie bekamen) eine Sehnenscheideentzündung am Arm. Ich habe alle Schüler daraufhin immer scharf beobachtet, wie sie den Hammer führen, wie sie stehen.

  • Der Hammer soll stets locker in der Hand liegen. Der Zeigefinger gehört nicht auf dem Hammerstiel.
  • Die Aufwärtsbewegung soll wie von selber - entspannt - ausgeführt werden. Dann »holen wir den Hammer dort oben ab« und beschleunigen den fallenden Schwung. Ohne Kraftakt, sondern schwingend im Aufsteigen und Fallen-Lassen.
  • Der Rhythmus muss stimmen. Es lohnt sich auf diese Tätigkeit ein waches Auge zu haben. Die, die es nicht schafften, habe ich eine Abwandlung der Arbeit machen lassen (siehe Notiz am Ende).

Wir fahren jetzt mit dem Einziehen weiter, wechseln auf das Rohr und nehmen den Plastik-Hammer.

Wir können keine Falten mehr schlagen, stülpen den Becher über das Rohr und fangen kurz nach dem Bodenrand an das Kupfer einzudellen. Das heisst: Indem wir das Kupfergefäss mit der linken Hand über die Kante des Rohres zu uns hinziehen, bleibt der Hammerschlag immer an derselben Stelle (leicht über dem Rand des Rohres, siehe Abbildung hier unten). Dann drehen wir das Gefäss (vielleicht 3 cm weiter) und dellen neu ein. Wiederum drehen wir das Gefäss und dellen wieder das Kupfer ein. Hatten wir vorhin Falten, so haben wir jetzt Eindellungen. Darauf schlagen wir die ganze Fläche auf dem Rohr flach. Es hat sich jetzt eine Welle (oder Woge, Wulst) vor dem Hammer gebildet (siehe Abbildung links unten). Wir arbeiten die ganze Wandung bis oben hin. Dann kontrollieren wir, ob das Kupfer schon zu hart geworden ist und ein Ausglühen nötig wird. Nach dem Ausglühen fahren wir in genau derselben Weise weiter. Es werden einige Durchgänge nötig sein, bis das Gefäss wie ein Becher ausschaut.

Für jene Schüler, die rasch vorwärtskommen, können wir noch den Vorschlag machen, dass das Gefäss eine spezielle Form erhält, d.h. die Wandung ein bestimmtes Profil bekommt. Die Schüler können selber ein Profil aus Karton entwerfen, dieses ausschneiden um jeweils die Arbeit zu kontrollieren. Hier ein paar Beispiele:

Um das Profil genau zu übertragen, kann der Bankhaken der Hobelbank in die gewünschte Höhe geschoben werden. Man legt den Bleistift darauf. Beim Drehen des Bechers, bekommen wir eine exakte Linie. Ebenso kann man verfahren mit dem oberen Rand des Bechers. Mit einem sauberen Strich und mit der Blechschere lässt sich der Rand perfekt schneiden. Anschliessend muss der Rand geschliffen und überhämmert werden. (wie beim Schuhlöffel beschrieben).

Hier noch letzte Bemerkungen:                                                                                                          Will man die Arbeit abkürzen (bei einer Sehnenscheidenentzündung), kann aus dem werdenen Becher ein Pflanzenübertopf gearbeitet werden. Solche Schüler durften mit Zinn auch noch Verzierungen auf die Aussenwand machen. (ein kleiner Hinweis: Früher hat man, wenn man Blumen in einen Topf gestellt hat, eine Kupfermünze hineingetan, weil mit einer Kupfermünze die Blumen länger halten).

Wenn trotz allen Vorsichtsmassnahmen der Boden zu klein wird (weniger als 4 cm Durchmesser). Muss das Gefäss geweitet werden. Hierzu hatte ich verschiedene Rundhölzer, die in das Gefäss »hineingestampft« wurden. Zunächst muss das Kupfer gut ausgeglüht und dann mit aller Vorsicht das Holz mit einem Hammer hinunterschlagen werden. Beständig überprüfen was passiert!

Sollte der Boden nicht befriedigend sein, kann man ihn über einen runden Knorren stülpen und den Rand mit feinen Schlägen auf den Knorren richten.

Letzte Bemerkungen:

  • Lasse die Schüler immer überprüfen, ob sich die Kupferwand bei dieser Arbeit streckt. Am Anfang dieser Kupfertreibepoche hatte ich 11. Klässler. Sie haben "gewütet", recht viel Kraft aufgewendet und die Arbeit zog und zog sich in die Länge! Ebenso zog sich die Wandung der Kupferbecher in die Länge! Weil es jedes Mal nur wenige Millimeter waren, bemerkten es weder die Schüler noch ich. Klar zuletzt habe ich nachgemessen und festgestellt, dass das Kupfer um einige Zentimeter gewachsen war. Die Streckung des Kupfers geschieht durch den Hammerschlag, der das Kupfer nach oben treibt. Am besten trifft der Hammer etwas steiler als 90° auf das Kupfer auf. Dann ist eine Streckung ausgeschlossen.

  • Zu dem »Halten-des-Hammers«                                                                                                    - Stehe aufrecht vor der Arbeit                                                                                                      - halte den Oberarm am Körper (nicht pressen, einfach den Körper spüren)                            - prüfe ob in diesem Stand der Hammer genau (etwa 8mm) über der Kante des Einzieh-     holzes auftrifft.                                                                                                                                - wenn du zu hochstehst - die Beine etwas auseinander, damit die Höhe verkürzt wird          - wenn du zu niedrig stehst, ja nicht die Schultern hochziehen! Suche eine entsprechende   Unterlage und stelle dich darauf.

Solche Angaben helfen die Zielsicherheit des Schlages zu steigern.                                                  __________________________________________________________________________

Aufgabe 7 ist eine Ergänzungsarbeit. Sie gehört nicht zusätzlich in dieser Werkepoche hinein. Sie kann zusätzlich benutzt werden in der 10. oder auch in der 11. Klasse.