Zum Schmieden muss das Eisen heiß - oder wie die Metaller untertreibend sagen: warm - gemacht werden. Um die erforderliche Rot- oder sogar Gelbwärme zu erreichen, reicht ein ganz gewöhnliches Feuer nicht aus; daher benötigt man einen besonderen Schmiedeherd oder Ofen, der die erforderlichem Temperaturen erreicht.
Das Kohlenfeuer
Einer der ersten Brennstoffe, die dem Menschen zur Verfügung standen ist das Holz. Wenn es sich für Wärme- und Kochfeuer auch sehr gut eignet, ist es für Schmiedefeuer nicht das Richtige. Das liegt daran, dass Holz eine ganze Menge verschiedener Stoffe enthält, welche in der Hitze des Feuers in das Eisen eindringen und seine Eigenschaften verschlechtern können.
Ein Schmiedefeuer mit Kohle, so wie Schmiede es seit Urzeiten verwenden
Daher lernte der Mensch schon sehr früh, Holz zu Holzkohle für Verhüttung und Schmieden zu brennen. Holzkohle ist verhältnismäßig reiner Kohlenstoff und daher chemisch sehr gut dafür geeignet, Eisen zu erwärmen, weil der Kohlenstoff dem Eisen nichts tut. Wenn Schmiede übrgigens von Eisen reden, meinen sie damit eigentlich Stahl.
Stahl ist nichts anderes als Eisen, dass eine gewisse Menge Kohlenstoff enthält. Der Kohlenstoff macht den Stahl härtbar. Enthält Eisen jedoch mehr als etwa 2% Kohlenstoff, wird es spröde und lässt sich nicht mehr schmieden, dafür aber gut gießen. Solches Eisen bezeichnet man als Gusseisen oder Grauguss. Wenn das Eisen aus dem Hochofen kommt, enthält es sogar bis zu 4% Kohlenstoff und ist zunächst zu gar nichts zu gebrauchen. Man muss ihm zunächst im Kupolofen der Gießerei oder im Konverter des Stahlwerks mehr oder weniger Kohlenstoff entziehen, damit es zu Gusseisen bzw. Stahl und damit brauchbar wird.
Je nachdem, wie er das Feuer führt, kann ein versierter Schmied den Kohlenstoffgehalt des Eisens in einer Kohlenesse erhöhen oder senken. Ein Schmied berichtet, dass er zum Spaß manchmal eine Packung ganz gewöhnlicher Nägel, die aus recht weichem Eisen bestehen, im Feuer zunächst aufkohlt und dann zu einem Stück Stahl zusammen schmiedet. Die einfachste Art ein Schmiedefeuer zu betreiben ist die Feuerung mit Holzkohle.
Amerikanische Hobbyschmiede benutzen sie offenbar auch heute noch gerne, denn bei youtube.com finden sich neben Anleitungsvideos zum Bau von Kohlenessen auch solche zur Herstellung von Holzkohle. Man kann aber auch Grillkohle verwenden, wobei sich aber nach den Aussagen verschiedener Schmiede nicht jede Sorte gut eignet. Mann muss also probieren. Ich persönlich habe recht gute Erfahrung mit Grillkohle gemacht, welche aus gewachsenen Holzkohlestücken besteht. Sogenannte Grillbriketts sind aus Kohlenstaub zusammengepresst und man weiß nie genau, aus was sie eigentlich wirklich bestehen.
Eine einfach zu bauende und billige Esse aus Lehm in einem Holzgestell. Durch den vielen Lehm ist der Schmiedeherd auch schwer genug um den Schraubstock an ihm zu befestigen.
Der Vorteil der Holzkohle ist, dass sie wie bereits erwähnt aus recht reinem Kohlenstoff besteht und man daher nicht, wie bei Steinkohle, darauf achten muss, dass das Eisen nicht mit frisch aufgelegter Kohle in Berührung kommt. Außerdem riecht sie beim Verbrennen kaum und wenn, dann nicht anders, als ein Grill, auf dem noch kein Grillgut liegt. Ihr Nachteil besteht darin, dass sie sehr staubig ist, vor allem, wenn man die meist recht grobstückig gelieferte Holzkohlezerkleinert um ein besseres Kohlenbett zu bekommen. Aus diesem Grund werden für Holkohle gerne Seitenwindfeuer empfohlen. Kommt der Schmiedewind nämlich, wie bei den meisten Schmiedeherden, von unten, bekommt man mit der staubigen Holzkohle einen erheblichen Funkenflug. Diese Funken werden dann zu einer Art "Schnee", der für erheblichen Ärger sorgen könnte, wenn er sich auf den geliebten Autos der Nachbarn niederschlägt. Da Seitenwindfeuer aber andere Nachteile haben, ist es besser, wenn man seine Esse mit einer Abzugshaube und einem Kamin versieht, der die Funken fängt.
Selbst gebauter Schmiedeherd aus Eisen: Die Feuerschüssel besteht aus einer alten Bremstrommel
Ich habe es zwar noch nicht genau ausprobiert, habe aber das Gefühl, dass die Feuerung mit Holzkohle etwas teurer kommt als die mit Steinkohle. Wenn es jedoch darum geht, hochwertigen Stahl sicher vor Verunreinigungen durch die Schmeidekohle zu schützen, ist die Holzkohle ideal. Ein weiterer Vorteil dieses Brennstoffes ist, dass man auf seiner Schmiedeesse auch grillen kann, wenn man beim Schmieden kein Chemikalien wie etwa Borax verwendet. Einfach nach dem Schmieden das Gebläse abstellen, einen passenden Grillrost auflegen und schon kann die Party losgehen.
Feuerführung
Steinkohle ist heutzutage bei uns der typische Brennstoff für Schmiedefeuer. Es gibt hier im wesentlichen drei Arten: Schmiedekoks, Anthrazit und Fettnusskohle. Braunkohle eignet sich kaum zum Schmieden und ob es jemand schon einmal mit Eierbriketts probiert hat, weiß ich nicht. Das Problem ist, das Schmiedekohle heutzutage schwierig zu bekommen ist. Am einfachsten bekommt man wohl noch die Fettnuss, welche sich aber auch sehr gut eignet. Es gibt noch einige Brennstoffhändler, die sie im Sortiment haben; man muss eben einfach bei den Lieferanten in der Gegend herumfragen. Es gibt übrigens hier und da noch (Kunst-)Schmiedebetriebe, Landmaschinenwerkstätten haben manchmal noch eine Schmiede und die Garteneisenbahner mit ihren Eisenbahnen zum Draufsitzen betreiben ihre Dampfloks mit Schmiedekohle. Bei diesen Leuten wird man also erfahren können, wo sich in der jeweiligen Gegend noch Schmiedekohle auftreiben lässt.
Ein altes Ölfass mit Winkeleisen als Füßen ergibt einen brauchbaren und billigen Unterbau für eine Bremstrommelesse
Betreibt man ein Schmiedefeuer mit Fettnusskohle, gehört dazu ein wenig Wissen und Übung. Da diese Kohle allerhand Stoffe enthält, die dem Eisen abträglich sind, muss man darauf achten, dass das Eisen im Feuer nicht mit frischer Kohle in Berührung kommt. Hat man nicht vom letzten Schmieden angebrannte Kohle zur Verfügung, muss man warten, bis die frische Kohle ausgegast ist, also der Schwefel und andere Verunreinigungen verbrannt sind. Man erkennt das daran, dass das Feuer nicht mehr gelb qualmt. Überhaupt brennt ausgegaste Kohle fast rauchfrei. Wenn man frische Kohle nachlegt, tut man das immer am Rand des Feuers. Dort gast die Kohle aus und wandert nach und nach zum Kern des Feuers, wo das Eisen erhitzt wird. Dazu muss man immer wieder einmal im Feuer herumstochern. Wie das genau geht, kann man nicht recht erklären, man muss es einfach probieren - oder noch besser: einem erfahren Schmied zugucken. Überhaupt sollte man, wo immer man Gelegenheit hat, Schmieden bei der Arbeit zugucken, z.B. auf Mittelaltermärkten oder dergleichen. Gerade auf solchen Veranstaltungen sind die Handwerker da, um ihr Handwerk zu zeigen und viele sind auch gerne bereit, etwas zu erklären.
Auch wenn man angebrannte Kohle vom letzten Schmieden zum Anfeuern zur Verfügung hat oder man mit Holzkohle arbeitet, sollte man nicht, sobald das Feuer einigermaßen brennt, mit dem Eisen kommen. Einer alten Schmiedeweisheit zufolge hat nämlich kein kaltes Eisen etwas in einer kalten Esse zu suchen. Erst lässt man die Esse warm werden, dann gibt man das Eisen hinein.
Eine Kohlenesse lässt sich sehr leicht selbst bauen, notfalls aus Materialien die nichts oder fast nichts kosten. Die einfachste Esse ist ein Loch in der Erde, in welches man mit einem Rohr von der Seite den Schmeidewind, also Luft, hineinbläst. Der Nachteil dieser Esse ist, das man sich immer nach dem Eisen bücken oder - wie die Schmiede im Altertum oder heute noch in Afrika - gleich auf dem Boden sitzend oder knieend arbeiten muss.
Heißluftgeläse aus der Heimwerkerecke eignen sich vorzüglich als Winderzeuger für die Schmiede
Wer in einer Gegend wohnt, in der es Lehmboden gibt, kann z.B. eine Lehmesse in einem aus Holzresten zusammen genagelten Gestell machen, wie sie in der weiter oben zu sehen ist. Die andere Abbildung zeigt einen schon recht vornehmen Schmiedeherd, dessen (irgendwo gefundenes) Gestell aus Vierkantrohren besteht und unter der "Tischplatte" aus einer Blechtafel mit zusätzlichen Rohren verstärkt wurde. Die Feuerschüssel wurde in diese Blechtafel eingelassen und ist nichts weiter als eine alte Bremstrommel.
Als Gebläse tut es notfalls ein alter Föhn. Sehr gut bewährt hat sich bei mir ein Heißluftgebläse ("Heißluftföhn"), wie man es in jedem Baumarkt kaufen kann. Ebenfalls gut bewährt hat sich bei mir einer der altmodischen Staubsauger (für 5 € im Second Hand Kaufhaus der Caritas ergattert), bei denen man auch auf der Blasseite einen Schlauch anschließen kann. Mein Exemplar hat nur 600 W, und wird mit einem Dimmer in der Drehzahl geregelt, wobei das Hauptproblem darin besteht, dass man ihn so weit herunter regeln muss, dass er bei Spannungsschwankungen im Stromnetz gerne einmal ganz stehen bleibt. Abhilfe schaft hier ein in die Windleitung eingebauter Kugelhahn und/oder eine Öffnung, aus der ein Teil des Windes entweichen kann, so das man den Motor mit einer höheren und samit stabileren Drehzahl betreiben kann. So ein Staubsauger wäre also durchaus auch in der Lage, mehrere Schmiedefeuer mit dem nötigen Wind zu versorgen. In diesem Falle sollte man aber in jede Zuleitung einen Kugelhahn oder etwas ähnliches einbauen, so das man für jedes Feuer den Wind gesondert regeln kann.
Auch ein alter Staubsauger leistet hervorragende Dienste und kann sogar mehrere Feuer mit Wind versorgen
Der Schmiedewind, also die Gebläseluft, gelangt vom Gebläse über eine Leitung, gegebenenfalls mit einem Kugelhahn zur Regulierung der Windmenge, zur Schmiedewindform im Boden der Feuerschüssel. Diese Schmiedwindform kann im einfachsten Fall ein ganz gewöhnliches Loch oder deren mehrere im Boden oder - bei Seitenwindfeuern - in der Wandung der Feuerschüssel sein oder auch die Form einer Düse haben. Manche Schmiedwindformen haben auch eine sogenannte Feuerzunge, das ist eine Art Ventilkegel, der über einen Hebel verstellt werden kann. Zusammen mit einem Regulierhahn in der Windleitung kann in diesem Fall nicht nur die Intensität, sondern auch die Form des Windstromes in der Feuerschüssel geregelt werden.
Unter der Feuerschüssel sitzt meist ein Windkasten, denn man sich z.B. aus Blechen zusammen schweißt und mit einem Stutzen zum Anschluss der Windleitung versieht. Er sollte eine verschließbare Öffnung nach unten besitzen, durch die man hineingefallene Kohlenreste, Schlackenstücke und Asche entfernen kann. Als Windkasten kann auch ein Wasserleitungs-T-Stück 2" x 2" x 3/4" verwenden, so wie das in der Abbildung zu sehen ist. die einen der beiden großen Öffnungen wird über einen Flansch mit der Feuerschüssel verbunden und in die kleine Öffnung kommt ein passendes Rohr für die Windzuführung. Die zweite große Öffnung zeigt nach unten, wird mit einem passenden Gewindestopfen verschlossen und kann so leicht zum Entleeren des Windkastens geöffnet werden.
Aus einem T-Stück 2" x 2" x 3/4" lässt sich leicht ein gut zu reinigender Windkasten bauen
Das T-Stück 2" x 2" x 3/4" ist ein so genannter Exot und nicht immer leicht zu bekommen. Ersatzweise kann man auch ein T-Stück 2" x 2" x 2" und eine Reduzierung 2" x 3/4" nehmen. Zweizöllige Rohrfittings wird man im Baumarkt wahrscheinlich nicht bekommen, daher kauft man sich solche Dinge auch am besten in einem Laden für Landtechnik oder einem Sanitärfachhandel, was sowieso billiger ist. Landtechnikgeschäfte oder - wo es sowas noch gibt - Eisenwarenläden sind sowieso die besseren Quellen als Baumärkte, welche sehr oft minderwertige Ware anbieten und/oder unverschämt teuer sind.
Am besten benutzt man für alle Rohrleitungsteile, die im Betrieb heiß werden, schwarze, also unverzinkte Fittings und Rohre. Leider sind diese bei uns kaum zu bekommen. Wer die Belastung durch das giftige Schwermetall Zink beim Schmieden vermeiden möchte, sollte seine Rohrleitungsteile daher vor dem Zusammenbau solange glühen, bis die Zinkbeschichtung verbrannt ist.
Gasschmiedefeuer
Eine moderne Form der Schmiedeesse ist das Gasschmiedefeuer. Traditionell eingestellte Schmiede mögen einen gewissen "Aber" vor dieser Art der Feuerung haben, da der Schmiede ein Teil von ihrem Flair fehlt, wenn kein "richtiges" Feuer in einer "richtigen" Esse brennt. Andererseits sind die Vorteile eines Gasschmiedeofens erheblich, so dass diese Form der Feuerung sogar mich überzeugt hat.
Mein komplett von mir und begnadeten Schweißern bzw. Hartlötern (Danke Erhardt, Danke Benni, Danke Hans!) gebauter Gasschmiedeofen
Es gibt zwei Formen von Gasschmiedefeuern: Die erste Form, der Gasschmiedeherd, sieht aus wie eine Kohlenesse, nur dass in der Feuerschüssel anstatt der Kohlestücke Keramikchips liegen. Diese Keramikchips werden von einem Gasbrenner erhitzt, so dass man sie wie das Kohlenbett einer herkömmlichen Esse benutzen kann. Diese Art von Schmiedeherd ist recht teuer. Ich persönlich habe so etwas bisher weder gebaut noch damit gearbeitet, so dass ich über die Vor- und Nachteile nichts sagen kann.
Die zweite Form ist ein Schmiedeofen. Das ist ganz einfach ein Brennraum, in den eine Brennerflamme schlägt. So etwas zu bauen, ist nicht ganz so einfach wie der Eigenbau einer Kohlenesse, nichts desto trotz für einen einigermaßen versierten Basteler aber doch durchaus machbar.
Der eigentliche Ofen wird aus feuerfestem Material hergestellt oder mit einem solchen ausgekleidet. Es gibt hier eine ganze Reihe von Möglichkeiten: eine ganz einfache und kleine Gasschmiede kann man aus einem der Länge nach durchbohrten Schamottziegel mit einer Querbohrung machen, in die ein handelsüblicher Hartlötbrenner als Wärmequelle gesteckt wird. Eine solche "Microforge" eignet sich natürlich nur für sehr kleine Schmiedstücke, ist aber zumindest eine lustige Spielerei. Für größere Schmiedeöfen gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine ganz einfache Lösung besteht darin, den Ofen ganz einfach aus zusammen gelegten Schamottsteinen trocken zu mauern. Man sieht dies hin und wieder bei amerikanischen Schmieden; der Vorteil dieser zugegebenermaßen etwas wackeligen Lösung ist auf jeden Fall, dass man sie nach Form und Größe der Schmiedestücke variieren kann. Von Schmieden in Ecuador wird berichtet, dass sie sogar nur ganz gewöhnliche Backsteine nehmen, da Schamottsteine in diesem Land sehr teuer seien. Die Backsteine haben nur eine begrenzte Lebensdauer und werden daher immer wieder einmal ausgewechselt.
Mit Schweißgerät und Drehbank lässt sich ein so professionell aussehender Brenner bauen. Die Regelhülse im Vordergrund wird statt des Gebläseanschlusses aufgesetzt, wenn der Brenner atmosphärisch betrieben werden soll.
Käufliche Gasschmiedeöfen bestehen meist aus einem metallenen Gehäuse, welches mit
einer feuerfesten Auskleidung aus Mineralwolle und/oder feuerfestem Beton versehen ist. Auch diese Gasöfen sind nicht ganz billig, weswegen man gerne zum Eigenbau greift. Eine beliebte Methode dazu besteht darin, eine alte Propangasflasche mit Öffnungen zu versehen und mit feuerfestem Material auszukleiden. Vor dem Bohren, Sägen oder Flexen an der Flasche muss man diese aber unbeding mit Wasser füllen! Auch eine leere Propangasflasche enthält noch genügend Gas um bei der geringsten Funkenbildung wie eine Bombe zu explodieren!
Anstatt einer Gasflasche kann man natürlich auch ein passendes Stück Rohr oder etwas ähnliches mit entsprechend großem Durchmesser verwenden. Ich persönlich bevorzuge Öfen aus Schamottsteinen, die von einem Rahmen aus Winkeleisen zusammengehalten werden, so wie dies in der einen Abbildung auf dieser Seite zu sehen ist.
Brenner für Gasschmiedefeuer
Auch den Brenner für einen Gaschmiedeofen kann man sich selbst bauen. Hat man eine Drehbank und ein Schweißgerät (ggf. nebst gutem Schweißer) zur Verfügung, kann man sich ein vornehmes Modell, wie das nebestehend abgebildete bauen. Dieser Brenner kann sowohl atmosphärisch - also ohne Gebläse - als auch mit einem solchen betrieben werden. Der Bau von atmosphärischen Brennern ist eher eine Glückssache, Gebläsebrenner funktionieren eigentlich immer. Der abgebildete Brenner z.B. arbeitet atmosphärisch zufriedenstellend, mit Gebläse dagegen erstklassig. Um ihn atmosphärisch zu betreiben, nimmt man die Hülse mit dem Gebläse-Anschlussstutzen ab und ersetzt sie durch eine Schiebehülse zur Regelung des Ansaugquerschnittes.
Aber auch ohne Drehbank muss man nicht verzweifeln: Dieser Brenner wurde aus Wasserleitungs- und anderen handelsüblichen Teilen zusammengebaut
Wenn man eine Drehbank benutzen kann, ist man fein raus und kann sich die tollsten Brenner bauen. Wer keinen Zugang zu einer solchen wundersamen Maschine hat, braucht jedoch nicht zu verzweifeln. Man kann nämlich passable Gasbrenner auch aus Wasserleitungsrohrnippeln und -fittings bauen, wie man im Bild weiter unten sieht. Beim Bau dieses Brenners musste lediglich gebohrt, Gewinde geschnitten und hart gelötet werden. Das einzige Problem dabei ist, dass schwarze Rohrfittings und -nippel bei uns gar nicht oder nur schwer zu bekommen sind. Wer also die Belastung durch die Zinkauflage vermeiden will, muss eben die Teile, so wie bei der vorher beschriebenen Windzuleitung für das Kohlefeuer auch, so lange glühen, bis die Verzinkung verbrannt ist. Das sollte dann natürlich bei guter Belüftung, am besten im Freien, geschehen.
Für den Düsenstock und den Gasanschluss verwendet man passende Messingteile aus dem Sanitär- und Druckluftbereich. Man wird hier ein wenig herumsuchen und experimentieren müssen, bis man Teile findet, die zusammen passen oder durch Bohren passend gemacht werden können. Ich habe zum Beispiel einmal einen Düsenstock aus einer Anschlusstülle für einen Pressluftschlauch gemacht: An der einen Seite ließ sie sich in ein
Kupferrohr einlöten, die eigentliche Tülle habe ich abgesägt und in die Öffnung ein Gewinde geschnitten, welches die Düse aufnimmt. An die andere Seite des Kupferrohres habe ich einen Adapter Lötverbindung auf Withworth-Rohrgewinde gelötet und einen Absperrschieber als Regulierventil angeschraubt. Am brennerseitigen Ende des Gasschlauches habe ich dann den Propan-Anschluss (Linksgewinde) durch einen mit Withworth-Rohrgewinde ersetzt. Solche Klimmzüge sind manchmal notwendig, wenn man keine Drehbank zur Verfügung hat.
Der Düsenstock des Brenners aus dem Bild weiter oben mit Regulierventil und Schlauchanschluss
Beim Bau des oben abgebildeten Brenners hatte ich glücklicherweise Zugang zu einer Drehbank und in einem Baumarkt einen Anschlussstutzen mit Propan-Gewinde gefunden. Den Düsenstock wurde aus einem Stück Messing gedreht und mit dem Stutzen hart verlötet. Auf eine Regulierventil habe ich in diesem Falle verzichtet, denn bei einem einzelnen Brenner kann man die Gaszufuhr auch gut mit dem Druckminderer an der Propangasflasche regeln.
Als Düsen verwendet man z.B. Kupferdüsen für kleine Siegma-Schweißgeräte, die man im Baumarkt bekommt. Sie verfügen über metrische Gewinde M5 oder M6 mit denen man sie in den Düsenstock einschraubt, in welchen man vorher ein passendes Gewinde geschnitten hat. Bei Bedarf kann man die Schweißdüsen auch aufbohren um die Gaszufuhr zu erhöhen. Man muss dabei aber sehr vorsichtig sein, denn beim Bohren von Kupfer neigen die handelsüblichen, auf Stahl abgestimmten Spiralbohrer dazu, in das Werkstück hineingezogen zu werden. Vor allem dünne Bohrer brechen daher leicht ab. Ich habe deswegen auch schon Düsen einfach größer gebohrt (2,5 mm) und durch Flachklopfen anschließend wieder ein wenig verengt.
Detailierte Bauanleitungen für verschiedene Brenner würden den Rahmen dieses Artikels sprengen. Außerdem ist nicht immer gewährleistet, dass man genau die Teile findet, die man für den Nachbau eines bestimmten Brenners benötigt. Es gibt aber jede Menge Beispiele im Netz, so dass man sich da, so wie ich es auch gemacht habe, die notwendigen Informationen zusammmenstoppeln kann. Einige Links zu solchen Seiten finden sich auf der Linkseite.
Buchsuche zum Thema