Experimentelle Archäologie auf dem Scheibenstuhl Aspekte prähistorischer Bronzegusstechniken
Claus-Stephan Holdermann u. Frank Trommer
Auch die diesjährige archäologische Grabungskampagne am Scheibenstuhl wurde durch „Tage der offenen Grabung“ abgeschlossen (5.-6. August 2006). Neben der Präsentation der neuesten archäologischen Untersuchungsergebnisse durch die ausgrabende Firma ARDIS/Innsbruck wurden, für Vorarlberg erstmalig, Vorführungen zum Themenkreis ‚urgeschichtliche Bronzegusstechniken‘ durchgeführt. Aufgrund des regen Interesses der zahlreichen Besucher sollen hier noch einmal Arbeitsprozesse sowie ihre archäologischen Grundlagen skizziert werden. Für weiterführende Informationen sei auf die unten angefügte Literatur verwiesen.
Als im Bereich der Alpen und im Alpenvorland etwa am Ende des 3.Jahrtausends v.Chr. die Bronzezeit begann, also Werkzeuge und Schmuck vorwiegend aus diesem Metal hergestellt wurden, schrieb das Volk der Sumerer in Mesopotamien bereits die erste Keilschrift, die Ägypter verwendeten Hieroglyphen und die Kreter die so genannten Linear-A-Schriftzeichen. Im Bereich Mitteleuropas verfügte die damalige Bevölkerung noch nicht über Schriftzeichen. So wissen wir heute von keinem Ereignis, keinen Namen eines Menschen oder Ortes aus dieser Zeit. Wir verfügen jedoch aufgrund von archäologischen Untersuchungen über einen reichhaltigen Schatz an Sachfunden und Siedlungsresten, die uns Informationen z.B. über die Bedürfnisse und das technologische Können der damaligen Menschen geben. Eine wesentliche Quelle zum Verstehen vergangener Lebensumstände ist hierbei das archäologische Experiment, d.h. der experimentelle Nachvollzug von Fertigungstechniken sowie der systematisch dokumentierte Gebrauch der gefertigten Gegenstände.
Metallhaltige Gesteine (Erze) aufzubereiten, verschiedene Metalle zu mischen (legieren) und das flüssige Metall in Formen zu gießen, stellt einen bedeutenden technologischen Fortschritt dar. Er führte in Mitteleuropa aus der Steinzeit in die Bronzezeit. Durch die Zugabe von Zinn (etwa 10%) zum weichen Kupfer (etwa 90%) entsteht hierbei Zinnbronze, eine Legierung deren Härte deutlich höher war, als die der einzelnen Metalle. Erst durch das Eisen, welches bei uns etwa ab dem 8.Jahrhundert v.Chr. Verwendung fand, wird dieses Material weitgehend ersetzt. Auf die Förderung und Aufbereitung von Zinn- und Kupfererzen soll in diesem Rahmen jedoch nicht weiter eingegangen werden.
Abb. 01 Ofen mit Blasebalg Bei unseren Vorführungen am Scheibenstuhl verwendeten wir bereits fertig legierte Bronzen. Dabei stützen wir uns auf archäologische Bodenfunde, die belegen, dass derartige Rohbarren in der Bronzezeit bereits weiträumig verhandelt wurden. Auf Werkzeuge aus organischem Material, z.B. Zangen aus Holz oder Geweih verzichteten wir, da diese Materialien einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind und sie sich daher für sich wiederholende Gussvorführungen nicht eignen. Die Bronze schmolzen wir in einem Schmelztiegel in der Holzkohleglut eines einfachen, schüsselförmigen Lehmofens ein (Abb.01).Messungen bei anderen Versuchen haben gezeigt, dass hierbei Temperaturen bis zu 1200°C entstehen können. Das Metall wird bereits vorher, bei etwa 1000°C flüssig und kann bei etwa 1100°C gegossen werden. Die jeweilige Temperatur der Schmelze ist auch ohne moderne Messgeräte an der Änderung der Färbung der Schmelze und/oder des Schmelztiegels abschätzbar.
Abb.02 GussvorgangDer auf dem Scheibenstuhl verwendete Schmelztiegel (Abb.02) bestand aus Graphitton, einem hitzebeständigen Material, welches auch in natürlichen Lagerstätten vorkommt, aber erst am Ende der Bronzezeit Verwendung fand. Einfache Lehmtiegel, wie sie aus vielen archäologischen Grabungen bekannt sind, werden von uns im Rahmen von Vorführungen aufgrund ihrer geringen Haltbarkeit von nur 4-5 Bronzegüssen nicht verwendet. Das flüssige Metall wird in Formen gegossen. Am Scheibenstuhl verwendeten wir hierfür zwei unterschiedliche Methoden, den ‚Zwei-Schalen Guss‘ (Kokillenguss) und den sog. ‚Guss in eine verlorene Form‘ (Wachsausschmelzverfahren). Das Wachsausschmelzverfahren erlaubt die Fertigung eines Gegenstandes ohne Gussnähte (s.u.).
Abb.03 Ausbrennofen für Wachsausschmelz VerfahrenHierfür wird der Gegenstand zuerst aus einem Bienenwachs (Geschmeidigkeit) / Harz (Standhaftigkeit)-Gemisch gefertigt und dann mit einem Mantel aus Lehm umgeben. Durch geringes Erhitzen wird das Wachs/Harz-Gemisch geschmolzen und dann aus der Form entfernt. Der so entstandene Hohlraum bildet das ursprüngliche Wachsmodell ab. Die Form wird nun in einem Keramikbrennofen (Abb.03) gebrannt. Sie ist somit gussfertig. Nach dem Ausgießen des Hohlraumes mit der flüssigen Bronzeschmelze muss eine derartige Form zerschlagen werden, um an den erkalteten Bronzegegenstand zu gelangen. Sie ist somit für einen weiteren Guss verloren. Dieses Verfahren fand im Wesentlichen Verwendung bei der Fertigung von verzierten oder komplizierten Gegenständen, z.B. Schmuckstücken. Es wird auch heute noch angewandt.Sein Vorteil liegt u.a. darin, dass das Gussstück in der Regel nicht weiter überarbeitet werden muss und dass das Wachsmodell detailgetreu in Bronze abgebildet wird.
Abb.04 Auspacken des fertigen GussesBei der Methode des ‚Zwei-Schalen-Gusses‘ werden zwei Formenhälften verwendet, in die jeweils eine Nagativhälfte des zu gießenden Gegenstandes eingetieft wurde. Nach ihrem Zusammenfügen wird durch einen eingearbeiteten Gusskanal die Bronzeschmelze eingegossen (Abb.04). Der so gefertigte Gegenstand weist im Allgemeinen Gussnähte auf. Ein Überarbeiten dieser Gussstücke ist somit häufig notwendig. Diese Formen wurden in der Bronzezeit insbesondere aus Stein gefertigt. Wir verwenden in erster Linie bestimmte Sandsteinarten, die nachweislich in der Bronzezeit benutzt wurden.
Dieses Gussverfahren bietet sich insbesondere für einfache Gebrauchsgegenstände und Rohformen an (z.B. Beil- und Dolchklingen).
Im Anschluss an den Guss erfolgte in der Regel ein mehr oder weniger intensives Ausarbeiten des gefertigten Gegenstandes. Diese Tätigkeiten umfassen u.a. das Ausschmieden und Strecken des Rohgusses, z.B. bei Nadeln, den Vorgang des Verfestigens durch kaltes Überschmieden, z.B. bei Dolch- und Scherklingen, Treibarbeiten, z.B. bei der Fertigung eines Bronzebleches und insbesondere das Schäften, d.h. das Anbringen von Griffen an bestimmten Werkzeugen. Diese Produktionsschritte wurden auf dem Scheibenstuhl aus Zeitgründen nicht vorgeführt.
Die Autoren befassen sich seit geraumer Zeit mit prähistorischer Bronzetechnologie. Hierbei orientieren wir uns ausschließlich an archäologischen Bodenfunden. Wir dürfen jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass unsere Experimente, auch unter Berücksichtigung des archäologischen Kenntnisstandes, nur Möglichkeiten für Fertigungsprozesse widerspiegeln. Für sichere Aussagen ist der derzeitige Wissensstand noch zu gering.
Abb.01 Schmelzofen mit Schmelztiegel (Foto: Holdermann/Trommer 2006)
Abb.02 Guss der flüssigen Bronzeschmelze in eine Steinform (Foto: Holdermann/Trommer 2006)
Abb.03 Lehmformen im Brennofen (Foto: Ardis 2006)
Abb.04 Steinform mit fertiger Rohform (Bronzebeil) (Foto: Ardis 2006)
Weiterführende Literatur:
Giese, E., Schwämmle, K., Trommer, F., Bronzeguss. Eine Versuchsreihe zur Technik des prähistorischen Bronzegusses unter dem besonderen Aspekt des Formenmaterials. Experimentelle Archäologie in Europa, Bilanz 2002, Oldenburg 2002, 93-106.
Holdermann, C.-St., Trommer, F., Zur Himmelsscheibe von Nebra - Metalltechnologie der frühen Bronzezeit im Nachvollzug. Experimentelle Archäologie in Europa. Bilanz 2005, Oldenburg, 2005, 128-135.