Asynchroner Oxidations-Thermalmaximierer (Doppel-Blaseblag)

Für verschiedene experimentelle Ideen wie Schmieden, Bronzegiessen, oder eine "Rennofen-Reise" kam ich auf die Idee, einen mittelalter-tauglichen Blasebalg zu bauen, der finanziell halbwegs im Rahmen liegt und obendrein in unserem ohnehin schon vollem Auto verstaut werden kann.
Die häufig auf Mittelaltermärkten zu findenden großen Doppelkammer-Blasebälge, die viele Schmiede verwenden mögen zwar ganz praktisch sein - allerdings ist auf mittelalterlichen Darstellungen immer eine Person mit zwei einzelnen Blasebälgen zu sehen. Außerdem wäre eine solche Konstruktion für unser Packmaß wohl viel zu sperrig.
Der geplante Blasebalg ist KEINE Rekonstruktion, in seiner Bauweise nichtmals an Quellen angelehnt - es werden sowohl Materialien, als auch Techniken eingesetzt, die so an dieser Stelle nicht belegbar sind, doch darauf werde ich an der entsprechenden Stelle genauer eingehen.
Obwohl hierbei zu sagen wäre das diese Blasebalgkonstruktion "authentischer" ist als jeder Doppelkammerblasebalg. Wenn man überhaupt mal auf einem Markt einen Doppelblaseblag findet besteht er häufig aus zwei einfachen Ledersäcken, mit Holzverstärkungen und ohne.


Die beiden Fotos veranschaulichen ein solches Belüftungssystem. Das Bild links stammt aus dem Museum Oerlinghausen und das andere Bild stammt aus Bad Bodenteich, ein Lager das die Doppelblasebälge zum Bronze Schmelzen benutzt hat!

Prinzipiell besteht die gesamte Belüftung aus drei Teilen - den eigentlichen Blasebälgen, einem Y-Verbindungsstück und dem Luftauslass, der für den jeweiligen Zweck ausgetauscht werden kann. Damit das ganze flexibel, transportabel und austauschbar wird, werden die einzelnen Teile mit Schläuchen verbunden, die der Optik halber mit Leder bezogen werden.
Man könnte die Schläuche tatsächlich nur aus Leder herstellen, doch mit den Plastikschläuchen darunter ist das ganze langlebiger, passgenauer und dichter.

Blasebälge

Die Blasebälge bestehen aus je zwei einzelnen, hölzernen ,,Tellern" für Boden und Deckel, die mit einem Schlauch aus Leder verbunden sind. Der Luftauslass (15mm Kupferrohr) befindet sich seitlich am Boden des Blasebalgs, der Lufteinlass wird durch ein verschließbares Loch im Deckel geregelt. Damit der Boden beim Aufziehen des Luftsacks nicht mit angehoben wird, kommt eine Lederschlaufe an die Unterseite.
Durch diese wird eine Stange geschoben, auf die man sich setzt, oder kniet während man die Blasebälge bedient. Alternativ könnten Schlaufen an der Unterseite angebracht werden, die dann mit Heringen den Boden auf dem Boden halten...

Materialliste:
- 2 Bretter 40 cm x 80 cm
- 2 Brettchen ca. 10 cm x 15 cm
- 2 Brettchen ca. 6 cm x 10 cm
- 2 Stücke 14 cm Kupferrohr 15mm (2,5 m für ca. 10EUR)
- 4 kleine Scharniere ca. 20 x 20mm je Scharnierfläche
- Leder für Schlaufen ca. 3 cm breit
- 2 Lederstücke ca. 45 cm x 140 cm
- Polsternägel (kurz + breiter Kopf) (Jede Menge davon - locker über 100 Stk.)


Zunächst werden die großen Bretter in der Mitte geteilt - somit erhält man 4 Bretter mit den Maßen 40 cm x 40 cm. Diesen werden nun die Ecken abgeschnitten um ein gleichmäßiges Achteck (Stoppschild) zu erhalten. Dazu werden von der Ecke aus jeweils 11,7 cm abgetragen und die Punkte dann entsprechend verbunden, damit man die Dreiecke entlang der Linien absägen kann.
Von nun an werde ich mich auf die Beschreibung der Herstellung eines Blasebalgs beziehen - das man diese Schritte für den zweiten Blasebalg wiederholen muss, sollte auch so klar sein...

Der spätere Luftauslass (Kupferrohr) soll sich seitlich ,,im" Boden des Blasebalgs befinden, jedoch auch fest und Stabil eingebaut sein. Dafür wird eine Rinne von ca. 10 cm Länge in die Bodenplatte gearbeitet, die etwa halb so tief ist, wie der Durchmesser des Kupferrohrs. Eine zweite Rinne wird in das kleine Brettchen (6 cm x 10 cm) gearbeitet, sodass beide zusammen das Kupferrohr exakt umschließen. Wenn alles passt, werden Brettchen, Boden und Rohr so zu einer Einheit verklebt, das etwa 4cm Rohr überstehen (nicht das Rohr zukleben!!).
Anschließend können die Bretter zur Sicherheit noch miteinander verdübelt werden. Genauso, wie auch das Rohr verläuft, wird auf der Unterseite eine Schlaufe befestigt (damit der Luftauslass nach vorne zeigt, wenn eine Stange durch die Schlaufe später beide Böden der Blasebälge unten fixiert). Der Lufteinlass befindet sich mittig im Deckel, direkt unter der Handschlaufe.
Hierzu wird ein Loch von ca. 6 cm Durchmesser in den Deckel gesägt. Nachdem der Lochrand und ein passend ausgesägtes, rundes Reststück (als ,,Korken" ) abgerundet und verschliffen sind, wird das runde Reststück (Korken) auf das kleine Brettchen (10 cm x 15 cm) mit 2cm Abstand von der schmalen Stirnseite mittig aufgeklebt. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite werden zwei Vertiefungen für kleine Scharniere eingearbeitet.
Durch die Scharniere wird sichergestellt, dass der Korken auch immer sauber als Verschluss in das Loch fällt.
Der Rand um das Reststück kann zusätzlich mit einem Ring aus Leder bezogen werden, damit der ,,Korken" dichter abschließt. Über dem Brettchen wird eine Schlaufe am Deckel befestigt, durch die später die Hand gesteckt wird. Die Schlaufe soll beim fertigen Blasebalg um 90° versetzt zur Bodenschlaufe liegen.


Das Brettchen sollte an der Stirnseite mit dem ,,Korken" nun noch mit einer kleinen Fingerschlaufe versehen werden, um ihn beim Anheben des Deckels automatisch zu öffnen. Dann wird das Brettchen mit den Scharnieren am Deckel befestigt, das alles sauber schließt und sich leicht bewegen lässt. Eventuell muss jetzt nochmal am Loch des Lufteinlasses mit der Feile angepasst werden, falls es irgendwo klemmt. Die sichtbaren Teile der Scharniere können später noch mit einem Stück Leder versteckt werden.

Abschließend können die Oberflächen von Deckel und Boden mit Leinöl behandelt werden - hierbei den Rand aussparen, da sonst im nächsten Schritt der Kleber vielleicht nicht gut genug hält.



Da nun Deckel und Boden soweit fertig sind, kann das Leder zunächst am Boden angepasst werden. Um die Investition in neues Leder zu vermeiden, nutze ich kleinere Reststücke vorhandenen Leders, wodurch sich an meinem Blasebalg drei Nähte statt idealerweise einer Naht befinden. Da ich faul bin und niemand die (später innen liegende) Naht je zu Gesicht bekommt, werden die Lederstücke mit der Maschine genäht.
Zunächst wird ein 9mm Rand je einer Außenseite der Lederstücke mit Kleber bestrichen und nach dem antrocknen die Lederstücke Außenseite auf Außenseite am Randstreifen verklebt. Auf der Innenseite des Leders markiert man (z.B. mit Kugelschreiber) den verklebten Randstreifen 1cm vom Rand - auf dieser Linie wird nun vernäht. Auf die gleiche Weise wird nun das dritte für meinen Blasebalg nötige Lederstück mit den ersten beiden verbunden.

Um möglichst exakt den Umfang von Deckel und Boden zu treffen, wird das Leder auf ,,Links" straff um den Deckel, bzw. Boden gelegt und die Stelle wo sich das Leder wieder berührt auf beiden Seiten z.B. mit Kugelschreiber markiert - nicht vergessen vor dem Schneiden an beiden Seiten 1cm Nahtzugabe hinzuzurechnen.
Bevor die Lederstücke endgültig zu einem Schlauch verbunden werden, habe ich 2cm vom späteren oberen und unteren Rand des Schlauches eine Linie auf der Innenseite des Leders angebracht - dieses Stück wird später mit dem Rand des Deckels bzw. Bodens verklebt. Die restliche Fläche der Innenseite wird ausgiebig mit Lederfett behandelt (da kommt man später zur Pflege nie wieder dran).
Die Nahtzugabe wird jetzt wie die ersten beiden Nähte verklebt und vernäht.
Anschließend können je die ersten 2-3cm der Nähte noch zu einer Seite umgeklappt mit dem Leder verklebt werden. Jetzt kann zuerst der Boden eingepasst werden. Ich versuche hierbei so zu beginnen, dass die Naht später mittig zwischen zwei Kanten des Achtecks zu liegen kommt.



An der passenden Stelle am unteren Rand des Leders wird nun ein kleines Loch für das Rohr hineingeschnitten - diese Stelle eignet sich auch gut um nun mit dem Verkleben von Leder und Rand der Bodenplatte zu beginnen.
Durch Stückweises umklappen wird der Rand des Leders komplett an der Kante des Bodens festgeklebt. Mit einem kleinen Bohrer werden Löcher vorgebohrt und die Klebenaht mit zusätzlichen Polsternägeln gesichert.
Der Deckel wird als letztes mit dem oberen Lederrand verklebt und die Klebenaht wie beim Boden mit Nägeln gesichert. Hier daran denken, die Schlaufen an Boden und Deckel richtig zu positionieren (90° versetzt). Ferner sollte die bewegliche Seite der Deckelklappe mit der Fingerschlaufe dran in die gleiche Richtung zeigen, wie der Luftauslass am Boden.

Y-Verbindungsstück (Schnüffelstück)

Die beiden einzelnen Luftströme der Blasebälge sollen aus der gleichen ,,Düse" austreten, also müssen sie in einen Endschlauch zusammen geführt werden. Zusätzlich ist es aber wichtig, dass beim abwechselnden Pumpen die Luft nicht von einem Blasebalg in den anderen gesaugt wird. Dieses Problem kann man auf verschiedene Weise und an verschiedenen Stellen des ganzen Systems angehen.
Eine alternative Lösung wäre, ein passendes Ventil direkt an den Luftauslässen der beiden Blasebälge einzubauen - doch ich habe mich dafür entschieden diese Ventilklappen direkt in das Y-Verbindungsstück zu integrieren. Die beiden Lufteinlässe (15mm Kupferrohr) sind jeweils mit den Ausgängen der Blasebälge verbunden. Am Ende jedes Lufteinlasses schließt eine Scharnier-Klappe das Rohr gegen eindringende Luft ab - nur aus dem Rohr ausströmende Luft kann die Klappe anheben. Gegenüber der beiden Lufteinlässe befindet sich der einzelne Luftauslass (ebenfalls 15mm Kupferrohr), der mit der eigentlichen feuernahen Düse verbunden wird.

Materialliste:

- 3 Stücke 9 cm Kupferrohr 15mm (2,5 m für ca. 10EUR)
- 2 kleine Scharniere ca. 20 x 20mm je Scharnierfläche
- 2 Kantholzstücke ca. 3,3 cm x 5,3 cm x 7,5 cm
- 2 Brett-Stücke ca. 5,1 cm x 13 cm x 1,8 cm
- 1 Brett ca. 7,5 cm x 13 cm x 1,8 cm
- 1 Brett ca. 11,1 cm x 13 cm x 1,8 cm
- Kleine Reststücke Leder
- 2 X 1Cent Münzen


Zunächst werden die Scharniere vorbereitet. Dazu wird auf der einen Scharnierfläche beidseitig Leder aufgeklebt - auf der Seite, die mit dem Holz abschließen soll, kann ein dünnes, weiches Leder gewählt werden, auf der anderen Seite ruhig dickeres Leder.
Das dicke Leder hat hier auch den Zweck, das Gewicht der Münze, die noch auf das Leder geklebt wird, vor die Achse des Scharniers zu verlagern. Sonst neigt die Verschlussseite des Scharniers dazu, nicht bündig am Holz anzuliegen. Zum Schluss hat man vom Holz aus eine Schichtung von dünnes Leder, Metall des Scharniers, dickes Leder und zuletzt der Münze. Die geklebten Scharniere können nun erst mal durchtrocknen.



Von dem Kupferrohr werden drei Stücke von 9 cm Länge abgesägt. In das erste der beiden Kantholzstücke wird in die schmale Langseite (3,3 cm x 7,5 cm) mittig ein Loch gebohrt, in das eines der drei Stücke Kupferrohr eingepasst wird. Das Kupferrohr wird mit etwas Kleber bestrichen und soweit durch das Loch getrieben, das es auf einer Seite bündig abschließt. Auf das überstehende Stück kann dann später der Schlauch aufgeschoben werden.
Mit dem zweiten Kantholzstück wird dann ähnlich verfahren, nur mit zwei Löchern, die gleichmäßig auf die 7,5 cm verteilt sind. Vor dem Einpassen der Rohre ist es jedoch sinnvoll, die Aussparungen für die Scharniere auf der späteren inneren, oberen Seite einzuschneiden.
Dafür werden die vorbereiteten Scharniere so vor die Löcher gelegt, wie sie später auch vor den Enden der Rohre liegen sollen und die Position der oben aufliegenden Scharnierfläche auf dem Holz angezeichnet. Diese Fläche kann nun soweit weggeschnitzt werden, bis die Scharnierfläche bündig mit dem Holz abschließt.


Das nun das eigentliche Scharnier übersteht ist nicht weiter schlimm, hierfür werden noch Aussparungen in die Deckelplatte eingearbeitet.
Zuerst sollten die beiden Rohre eingeklebt werden, anschließend können dann die Scharniere aufgeklebt werden. Ein Festschrauben der Scharniere ist aufgrund des geringen Abstands zu den Rohren nicht möglich, da sie aber zwischen Kantholz und Deckel eingeklemmt festgeklebt werden, auch nicht wirklich nötig.
Wenn der Kleber ausgehärtet ist, kann die Position der Scharniere auf der Deckelplatte (11,1 cm x 13 cm x 1,8 cm) eingezeichnet werden, um dort eine passende Aussparung zu schnitzen. Jetzt kann die eigentliche Box zusammengesetzt werden. Um später Boden und Deckel problemlos auseinanderhalten zu können, wurde der Boden schmal gewählt, sodaß die Seitenteile den Boden umschließen, während der Deckel breit mit den Seitenteilen Abschließt.

Luftauslass (Düse)

Die verschiedenen möglichen Luftauslässe müssen dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst sein. Versuchsweise werden diese ebenfalls aus dem Kupferrohr gefertigt, da diese Teile aber ggf. direkten Kontakt mit der Glut haben werden, könnte Kupfer hier evtl. nicht temperaturbeständig genug sein. Sollte ein Luftauslass schmelzen, muss dieses Teil durch eine Variante aus z.B. Stahl ersetzt werden.

Langfeuer-Düse

Um lange Klingen zu härten, müssen diese gleichmäßig auf Temperatur gebracht werden. Hierzu habe ich eine ,,Flöte" aus einem ca. 60cm langen Stück Kupferrohr gefertigt. Zunächst werden die letzten ca. 15cm des Rohres nach oben gebogen (ca. 45°), damit das Ende aus dem Boden ragt, wenn die ,,Flöte" unter dem Feuer im Boden liegt. Dazu sollte man das Rohr mit Sand füllen und an beiden Enden z.B. mit Klebeband verschließen.
Das Volumen des Sandes im Rohr macht ein Knicken des Materials unwahrscheinlicher. Zusätzlich kann das Rohr an der Biegestelle auch mit einem Bunsenbrenner erhitzt werden.
Dann wird das kurze Stück zwischen die Backen eines Schraubstockes gesteckt (die Backen dürfen etwas größer als das Rohr eingestellt sein und müssen das Rohr nicht festhalten) und mit der langen Seite des Rohres als Hebel vorsichtig gebogen. Hierbei kann man langsam die Position des Rohres zwischen den Backen von der langen zur schmalen Seite hin verschieben, um immer einen anderen Druckpunkt beim biegen zu haben.

So kriegt man eine angenehme Kurve ohne das Rohrvolumen in der Biegung (z.B. durch Knicke) zu verringern. Nachdem die Biegung zufriedenstellend ist, kann der Sand wieder raus.
Jetzt werden die Flötenlöcher so positioniert, dass sie später nach oben in die Glut pusten (Rohr auf Tisch legen mit Biegung plan auf dem Tisch, dann dicken Stift plan auf den Tisch legen und Linie anzeichnen. Biegung wenden und erneut anzeichnen - Mitte der Linien = oben).
Ich habe alle 6cm ein Loch von 4mm gebohrt - um eine absolut gleichmäßige Luftverteilung entlang der Löcher zu erreichen, müsste die Größe der Löcher eigentlich nach hinten hin zunehmen. Doch das passend zu berechnen erschien mir zu kompliziert (hätte mir die Formeln erst wieder anlesen müssen) und langwierig für den erreichbaren Nutzen.
Im Betrieb kann die genutzte Länge durch ,,Eingraben" des hinteren Endes begrenzt werden - ebenso könnte umgekehrt das offene Ende des Rohres noch zu einer Maximierung der nutzbaren Länge verwendet werden.

Rennofen-Düse

Für das befeuern eines Rennofens oder anderer Kamin- oder Tonnenkonstruktionen habe ich an eine Art Siphon gedacht (ob das auch sinnvoll funktioniert muss noch getestet werden). Von den Blasebälgen aus geht dieses Rohr abwärts unter den Boden und unter der Wandung entlang. Hinter der Wandung (im Brennraum) knickt das Rohr wieder nach oben ab, um auf Bodenniveau zu enden und die Luft nach oben in den Brennraum zu leiten.

Schmiedefeuer-Düse

Eigentlich die einfachste Variante - ein recht kurzes Rohr mit einem leichten Knick um unter die Erde zu kommen (Grubenesse ist ja nur ein Loch im Boden - als müssen wir leicht unter Bodenniveau kommen). Hinter dem Knick gerade lang genug um durch das Loch im Stein zu kommen, der als (Hitze-)Schutz das Schmiedefeuer an einer Seite abgrenzt.

Der erste Test!

Auf unserem ersten Markt 2014 wurde dann das ganze System erstmalig auf die Probe gestellt.
Ziel war es eigentlich ein Stück Stahl tatsächlich zum Schmelzen zu bringen. Nun gut, geschmolzen ist es nicht aber die Glut doch so heiß, das es für einige Schmiedeversuche ausreichte und tatsächlich der Sand in der Grube schmolz. Einige Glasklumpen konnten wir bergen!
Wir werden mit Sicherheit dieses Projekt fortsetzen und geplant ist in einen Tiegel Bronze zu schmelzen.