Auf der Suche nach der idealen Wärmflasche: Messing und Aluminium

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Auf der Suche nach der idealen Wärmflasche: Messing und Aluminium

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Der vierte Teil der Artikelserie zum Thema traditionelle Wärmflaschen beleuchtet die Materialien Messing und Aluminium. Zuvor wurden verschiedene Wärmespendermodelle, Zinn und Kupfer, sowie Zink und Verzinktes erläutert .

Wärmflaschen aus Messing

Diese Wärmflasche wurde mit Bändern um den Bauch gebunden. Quelle: Wikipedia, aufgenommen von Berthold Werner.

Diese Wärmflasche wurde mit Bändern um den Bauch gebunden. Quelle: Wikipedia, aufgenommen von Berthold Werner.

Messing ist härter als reines Kupfer, jedoch nicht so hart wie Bronze 1. Wärmflaschen aus Messing verformen also sich nicht so leicht wie Wärmflaschen aus Kupfer.

Vergleicht man die aktuellen Schrottpreise, so ist Messing durchgehend günstiger als reines Kupfer, das beigemischte günstigere Zink verringert den Preis.

Preisentwicklung von Messingprodukten

Bis zum 18. Jahrhundert war das Preisverhältnis und damit verbunden auch die Wertschätzung genau umgekehrt. Kupfer konnte günstig aus England importiert werden. Die Verwandlung von Kupfer in goldglänzendes Messing war jedoch ein geheimnisvoller Prozess. Man mischte das reine Kupfer im Verhältnis 1:2 mit einem geheimnisvollen Gestein, dem Galmei 2. Nach dem Erhitzen hatte sich das Gewicht des Kupfers erhöht und seine Farbe verändert. Warum das so war, konnte man sich lange nicht erklären. Beim Erhitzen wurde das im Galmei enthaltene Zink zunächst gasförmig und somit unsichtbar. Erst nach dem Abkühlen am Deckel bzw. in der Muffe wird es wieder fest und mischt sich mit dem flüssigen Kupfer 3.

Im Mittelalter wurde Messing vor allem im Umkreis von Galmei-Lagerstätten, also z.B. im heutigen Belgien und im Raum Aachen produziert und verarbeitet. Nach dem Hauptproduktionsort Dinant im Maastal nennte man kunstvolle Produkte aus Messing seit dem 14. Jahrhundert „Dinanderien“ 4. Im 15. Jahrhundert genoss Aachen dann einen ähnlich guten Ruf.

Wie lange Messing nach der Entdeckung Zinkgewinnung und der Entwicklung der Legierungstechnik mit separatem Zink noch höher wertgeschätzt wurde als Kupfer ist mir noch nicht klar, vergleicht man jedoch die Anzahl gebrauchter Wärmflaschen aus Kupfer mit denen aus Messing, sowie die Anzahl und Qualität der in Museen und Sammlungen zusammengetragenen Kupfer- und Messing-Wärmespender, so entsteht der Eindruck, dass Wärmflaschen aus Messing bis ins 20. Jahrhundert nur von einer kleinen, begüterten Schicht verwendet wurden. Lag dies wirklich nur an der besseren Wärmeleitfähigkeit von Kupfer?

Wie Wärmflaschen aus Messing aussehen können, sieht man sehr schön im Sammlungskatalog von Sylvia Tyborowsky.

Messing als Werkstoff

Um als Messing zu gelten muss die Legierung mindestens 55% Kupfer aufweisen, ihr Zinkanteil liegt nur bei etwa 40 – 47 %. Messing zählt daher zu den Kupferwerkstoffen 5.
Neben den Hauptbestandteilen kann Messing noch bis zu 3% Blei und Spuren anderer Elemente enthalten. Enthält die Legierung andere Elemente in signifikanter Menge, so wird sie als Sondermessing bezeichnet 6.

Osmanischer Wasserkrug von 1870 aus Tombak, Museum für türkische und islamische Kunst. Quelle: Wikipedia.

Osmanischer Wasserkrug von 1870 aus Tombak, Museum für türkische und islamische Kunst. Quelle: Wikipedia.

Man unterscheidet Messing je nach der prozentualen Zusammensetzung in verschiedene Sorten. Von Kunsthandwerken und bei der Münzprägung wird Tombak verwendet. Die Legierung hat mehr als 67% Kupfer. Neben Messing existiert noch Rotguss, der jedoch bei der Herstellung von Wärmflaschen keine Verwendung findet.

Messing kann gegossen und geschmiedet werden. Wie Kupfer selbst, ist die Kupferlegierung Messing bakterizid.

Bekannte Probleme

Entzinkung: Bei weichem, chlorhaltigem Wasser kann die sogenannte Entzinkung auftreten. Dabei wird das Zink aus dem Messing herausgelöst und nur der Kupferanteil bleibt bestehen. Alleine kann das nun löchrige Kupfer nicht weiterverwendet werden. Wohnt man in einer Gegend mit dieser Wasserart, so sollte man sogenanntes dr-Kupfer verwenden. 7.

Wärmeleitfähigkeit: 120 W / (m *K). Die spezifische Wärmekapazität von Messing liegt, abhängig von der Legierung, ungefähr bei 377 J / (kg * K). Messing leitet Wärme schlechter als Kupfer, aber besser als Eisen (80 W/(m*K)) und Zinn (60 W / (m*K)) 8.

Recycling: Messingspäne lässt sich ohne Qualitätsverlust recyceln. Man muss die Legierung dafür nicht in ihre Bestandteile zerlegen.

Second Hand: Gebrauchte Wärmflaschen aus Messing sind vereinzelt erhältlich,
z.B. bei Dawanda.

Wärmflaschen aus Aluminium

In Deutschland sind nur wenige Wärmflaschen aus Aluminium zu finden. Auch die Datenbank Europeana9 enthält nur Modelle aus Puppenstuben. In Ermangelung neuer Erkenntnisse zitiere ich an dieser Stelle die hervorragende Website von Günter Holtmann:

In eine vorgefertigte Form gegossene Wärmflaschen aus Aluminium waren selten und ihre Herstellung, trotz des Wegfalles der sonst notwendigen Lötungen, war teuer. Dies ist sicher das Hauptargument, warum es hier keine größere Serienfertigung gab. Die großen Vorteile dieser Alu-Wärmflaschen lagen besonders in ihrer langen Lebenszeit, ohne undicht zu werden. Günter Holtmann

Aluminium als Werkstoff

Aluminium ist härter als Zinn, aber weicher als Zink und Kupfer. „Gegossenes Aluminium hat die Festigkeit von Gusseisen, kalt gewalztes oder geschmiedetes fast die von gegossener Geschützbronze“ weiß MEYERS Lexikon von 1924 10.

Die Festigkeit von Aluminium kann durch Legierungen erhöht werden.

Anders als erwartet kommt Aluminium tatsächlich gediegen vor, wenn auch nur in sehr geringen Mengen. Fundstätten sind z.B. Aserbaidschan, Bulgarien, Tibet und der Mond 11.

Aluminium wird größtenteils aus Bauxit gewonnen, einem bräunlichen Mineral. Eine Gewinnung aus anderen Erzen (Ton, Granit, Akdalait, Diaoyudaoit) wird als nicht wirtschaftlich erachtet.

Bauxit mit einer US-Centmünze zum Größenvergleich // Les-Baux-en-Provence zum Größenvergleich (Quelle: Wikipedia, aufgenommen von Chris 73 & Adrian Pingstone )

Bauxit mit einer US-Centmünze zum Größenvergleich // Les-Baux-en-Provence zum Größenvergleich (Quelle: Wikipedia, aufgenommen von Chris 73 & Adrian Pingstone )

Anderes als die meistens Erzfundstätten, ist der Ort Le Baux, nach dem Bauxit benannt wurde, nicht vom Bergbau beeinträchtigt. Der Abbau wurde dort früh wieder eingestellt. Les-Baux-en-Provence gilt als eines der schönsten Dörfer Frankreichs12.

Der Prozess der Elektrolyse von Aluminium ist sehr energieaufwändig, bereits in MEYERS Lexikon von 1924 wird angegeben, er lohne sich nur bei „billiger Energie“. Aluminiumteile werden am Besten vernietet oder autogen verschweißt. Verlöten eignet sich nicht.

Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium liegt bei 236 W/(m*K) und ähnelt damit der Wärmeleitfähigkeit handelsüblichen Kupfers 13.

Wärmekapazität: 897 J/(kg · K) 14.

Recycling: Aluminium, egal ob es gewalzt, gegossen oder geschmiedet ist, kann eingeschmolzen werden. Im Verhältnis zur energieaufwändigen Gewinnung von Aluminium aus Bauxit wirkt der Energieaufwand für das Aluminiumrecycling verständlicherweise sehr gering.

Second Hand: Wie bereits erwähnt, sind nur wenige gebrauchte Wärmflaschen aus Aluminium erhältlich. Ein paar Modelle aus den USA können bei Ebay ersteigert werden.

  1. Quelle: Wikipedia über Messing.
  2. Im letzten Blogpost wurde Galmei ausführlicher beschrieben.
  3. Dies und mehr ist sehr schön im Stolberg ABC beschrieben.
  4. Wikipedia weiß einiges zum Thema Dinanderien.
  5. Quelle: Initiative Zink.
  6. Quelle Website der Interessengemeinschaft Messing-Sanitär.
  7. Quelle: Artikel des Deutschen Kupferinstituts.
  8. Quelle: Wikipedia zum Thema Wärmeleitfähigkeit und Wikipedia zum Thema Messing.
  9. Wärmflaschen bei Europeana.
  10. MEYERS LEXIKON, Siebte Auflage, BAND 1.
  11. Quelle: Wikipedia über Aluminium.
  12. Mehr über Les-Baux bei Wikipedia.
  13. Quelle: Eintrag über Wärmeleitfähigkeit bei Wikipedia.
  14. Quelle: Eintrag über Aluminium bei Wikipedia.

Autor: Alice Scheerer

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2 Kommentare

  1. Hier ist es immer noch kalt und dunkel … Die richtige Stimmung für einen neuen #Wärmflaschenblogpost : http://t.co/1RfVvVPpqh

  2. Wärmespender sind ja immer noch aktuell …
    http://t.co/BdTsPx9WeP #slowlifelab #mittagslektüre

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