Das "Kupfern" von Klaus Prystaz

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Das "Kupfern" von Klaus Prystaz

Beitrag von Admin am Do 8 Feb 2018 - 16:58

Werfttage 2005
Klaus Prystaz
Das „Kupfern“ von Unterwasserschiffen
Geschichtliche Entwicklung, historische Arbeitsweisen am Original und
Realisierung im Modellbau
1. Geschichtliche Entwicklung
Um den Schiffsboden besonders in tropischen Gewässern vor Bewuchs, dem Bohrwurm (Teredo
navalis) und der dort verstärkt stattfindenden Korrosion zu schützen, wurden Schiffe seit Ende des 18.
Jahrhunderts mit Kupfer-, Yellow-Metal- oder Zinkplatten beschlagen. Die durch die Oxydation im
Seewasser bedingte Abblätterung des Metalls verhinderte den die Geschwindigkeit beeinträchtigenden
Bewuchs mit Muscheln und Seegewächsen, und die Beplattung selbst verminderte das Eindringen der
in den Tropengewässern so zahlreich vorkommenden Bohrwürmer, die selbst Eichenholz mit röhrenförmigen
Gängen innerhalb von nur 2 –3 Jahre völlig zerstören können.
Bereits im 15. Jahrhundert wurde an der Galeone
SANTA ANNA mit einem Bleibeschlag experimentiert.
Da man jedoch den dabei auftretenden galvanischen
Reaktionen nicht zu begegnen wusste, wurde dieser
und ähnliche spätere Versuche wieder aufgegeben.
Charles Perry schlug 1708 erstmals der Britischen
Admiralität die Verwendung von Kupferplatten vor, was
aber aus Kostengründen abgelehnt wurde. 1740 bekam
Nehemiah Champion zwar einen Versuch finanziert, der
aber nicht erfolgreich war. 18 Jahre später versah dann
die Royal Navy versuchsweise den Falschen Kiel der HMS INVINCIBLE mit einer Kupferbeplattung,
worauf 1759 weitere Kriegsschiffe am Kiel und Steven beschlagen wurden. Eine komplette Beplattung
wurde erstmals 1761 an der 32 Kanonen tragenden Fregatte HMS ALARM erprobt. Nachdem sie zwei
Jahre in der Karibik verbrachte hatte folgte 1763 eine gründliche Untersuchung, worauf 1764 zwei
weitere Schiffe, die HMS DOLPHIN und die HMS TAMAR gekupfert wurden. Die nächste gründliche
Überprüfung, 2 Jahre später, ergab nun aber extreme Korrosion an den Eisenteilen infolge elektrolytischer
Reaktion zwischen den Kupferplatten und den Eisenbolzen in Verbindung mit dem Seewasser,
so dass bei allen drei Schiffen der Beschlag wieder entfernt wurde. Erst die 1783 von der britischen
Admiralität erlassene Verfügung, unter der Wasserlinie nur noch kupferne statt eiserne Bolzen zu benutzen,
brachte den ersehnten Erfolg. Ab diesem Zeitpunkt der Kupferbeschlag war bei Kriegsschiffen
schliesslich eine Selbstverständlichkeit.
Nachdem man herausgefunden hatte, dass ein gekupfertes Unterwasserschiff eine Ostindienreise um
zirka zwei Monate verkürzen konnte, dauerte es auch nicht mehr lange, bis alle in tropischen Gewässer
fahrenden grossen Handelsschiffe ebenfalls einen ’teuren’ Kupferbeschlag erhielten.
Je nach Anzahl der Reisen und nach Art der Fahrgebiete, lag die durchschnittliche Lebensdauer eines
Kupferbeschlags bei drei bis vier Jahren, und er besass dann immer noch ca. 50 % seines ursprünglichen
Wertes. Nur wenige Schiffe hatten so viel Glück wie die Rostocker Bark MARGARETHE, bei der
der Kupferbeschlag 1872 von den Besichtigern selbst nach sieben Jahren noch weiter für tauglich
befunden wurde.
Als 1832 der Engländer George F. Muntz ein Verfahren entwickelte, mit dem man schmiedbares Messing
herstellen konnte, fand dieses aus 60 Teilen Kupfer und 40 Teilen Zink bestehende und um etwa
ein Sechstel billigere ’Muntz- oder Yellow-Metal’ schnell Einzug in die Werften. Diese Legierung war
gelblicher als reines Kupfer und glich eher dem Messing. Seine Verarbeitung unterschied sich aber in
keiner Weise vom Kupfer und seine Wirksamkeit gegen Bewuchs war nur wenig geringer. Es setzte
sich bis Mitte des 19. Jahrhundert mehr und mehr durch, und nach 1860 war z. B. die Mehrzahl der
amerikanischen Schiffe damit beschlagen.
Alternativ gab man teilweise auch dem Zinkbeschlag den Vorzug, der zwar noch einmal deutlich billiger,
nach verschiedenen Quellen allerdings auch weniger haltbar war, und das Fahrgebiet durch seine
Klassifizierung einschränkte. Dem gegenüber sagte man dem von der französischen Firma ’La Vieille
Montagne Zinc Mining Company’ in Liège hergestellten Zinkplatten nach, sie seien deutlich billiger,
haltbarer und sie hielten das Unterwasserschiff genauso sauber wie Kupfer oder Muntz-Metal. Trotzdem
wurde ein derartiger Beschlag am wenigsten verwendet.
Entgegen der weit verbreiteten Meinung, dass der Kupferbeschlag gegen den Bohrwurm (teredo navalis)
einen sicheren Schutz bot, war er für die Larven der Muschel kein wirkliches Hindernis. Im frühesten
Lebensstadium drang der Bohrwurm in Form von Plankton durch die kleinste Ritze der Beplattung.
Es war vielmehr die geteerte Filz- oder Papierschicht, welche ihn abhielt, sein zerstörerisches
Werk im Holzrumpf aufzu nehmen. Der grösste Vorteil der Kupferung war, das Unterwasserschiff wirksam
vor dem stark bremsenden Bewuchs zu schützen.
Erst die Entwicklung und der Einsatz von wirksamen Unterwasserschutzanstrichen um 1900 machte
die teure und aufwendige Arbeit des Beschlagens der Unterwasserrümpfe mit Kupfer-, Yellow-Metaloder
Zinkplatten überflüssig.
2. Historische Arbeitsweisen
Im Zeitalter der Entdeckungen und der damit verbundenen Ausweitung der Fahrgebiete in tropische
Gewässer spielte nun die Art der Verbolzung der Verbände, Aussenhaut und Wegerung eine immer
wichtigere Rolle. Bislang wurde die Verzimmerung mit Holznägeln, eisernen Bolzen und Spiekern vorgenommen,
wobei sich bald herausstellte, dass die Oxydation des Eisens in warmen Gewässern – in
Verbindung mit dem hohen Sauerstoffgehalt des für tragende Verbände meist verwendeten Eichenholzes
– besonders ausgeprägt war und sich sehr nachteilig auswirkte. Man ging deshalb zu verzinktem
Eisen über, wodurch sich die Haltbarkeit erheblich verbesserte. Schiffe dieser als ’eisenfest’ bezeichneten
Bauart wurden in der Wertigkeit ebenso klassifiziert, solange sie sich auf die Fahrt in wurmfreie
Gewässer beschränkten.
Über diese Grenze hinaus forderte man einen
Beschlag des Unterwasserschiffes mit Kupfer-
, Yellow-Metal- oder Zinkplatten. Nach den
Bestimmungen des Germanischen Lloyds und
anderer Klassifikationsgesellschaften mussten
für die sogenannte ’Atlantische Fahrt’ innerhalb
des Atlantischen, Indischen und Stillen
Ozeans der Boden „bis zu einem Tiefgang
gleich der halben Seitenhöhe mit Kupfer,
Metal oder Zink beschlagen sein“. Bei der
’Langen Fahrt’ über beide Kaps hinweg durfte
der Beschlag nicht aus Zink sein, und sein
Abstand zum Oberdeck nicht mehr als ein
Drittel der Seitenhöhe betragen. Wer also
Segler für die ’Lange Fahrt’ baute, musste an
Stelle der verzinkten Eisenbolzen durch Kiel,
Steven und Beplankung Kupfer- oder Metalbolzen
bis etwa 30 cm über Oberkante des Beschlags verwenden, andernfalls hätte sich durch Elementbildung
Korrosion ergeben. Diese ’kupferfeste’ Verbolzung war also Vorbedingung für einen späteren
tropentauglichen Beschlag und verteuerte den Bau erheblich.
Als günstigere Alternative hielt sich bis in die Anfänge des 19. Jahrhundert die hölzerne ’Wurmhaut’
oder ’Spikerhaut’. Das waren ca. 2 cm starke Ulmenplanken, die auf eine Schicht von Kuhhaaren gelegt
und mit unzähligen Nägel (Spikern) auf die Bodenbeplankung genagelt wurde, wodurch sich eine
fast geschlossene metallene Schicht bildeten. Am so ausgerüsteten, 1694 gebauten und 1715 gesunken
Segler JOSIAH wurden, nach dem er viele Jahre später gehoben wurde, die Haare in fast perfektem
Zustand vorgefunden, während die darüber genagelten Planken übel zerfressen waren. Statt der
Tierhaare wurde auch manchmal gehacktes Blei oder Kupfer benutzt.
War keine Wurmhaut vorhanden, wurde der Rumpfboden zunächst ’gebrannt’, d. h. mit brennendem
Reisig abgeflammt und gereinigt, um dann mit einer Mischung aus billigem Steinkohlen- oder Holzkohlenteer,
Walöl und Schwefel dick eingeschmiert zu werden. Folgender Anstrich soll sich dabei besonders
gut bewährt haben: Man kochte Kohlenteer mit Pech zusammen und nahm soviel von ersterem,
dass die Masse elastisch war. Pro 100 Lasten und 10 Fuss Tiefgang gab man zehn bis zwölf
Pfund Arsenik dazu und liess die Mischung noch einmal vorsichtig aufkochen. Dann wurde sie warm
auf den vorher gereinigten und mit Strohfeuer leicht abgebrannten Schiffsboden gestrichen, nach dem
Erhärten die Unebenheiten glatt geschrapt und darüber noch roter englischer Kohlenteer und danach
eine Pottlotmischung (Graphit) mit saurem Bier aufgemalt.
Für die in kleiner Fahrt beschäftigten Schiffe hielt man eine Mischung aus Talg und zerstossenem Glas
für ausreichend. Man glaubte, dass an einem solchen Boden kein Gras, keine Muschel und kein Bohrwurm
mehr Gefallen fände.
Neue Schiffe wurden nicht immer schon auf der Helling gekupfert. Manche machten erst eine oder
zwei Frachtfahrten in wurmfreien Gewässern und bezahlten vom erzielten Gewinn die Mehrkosten für
den notwendigen Bodenschutz. Während dieser Reisen hatten die Schiffsverbände und Holzverbindungen
auch Zeit, sich zu setzten und zu stabilisieren, wodurch die Kalfaterung mehr oder weniger aus
den Plankennähten gepresst wurde. Das Schiff wurde an Land gesetzt, der Unterboden gründlich gereinigt,
geglättet und komplett neu kalfatert. Als nächster Arbeitsschritt wurde das Unterwasserschiff
geteert und anschliessend mit einer Schicht Teerpapier oder einer Schicht ¼ Zoll starkem, geteertem
Filz versehen. Diese Grundlage für die Metallplatten wurde mit kleinen, grossköpfigen Persenningnägel
befestigt, welche den heutigen Teerpappe-Nägeln ähnlich sind.
Die Kupfer- und Yellow-Metalplatten wurden in verschieden Stärken und verschiedenen Grössen hergestellt.
In England und Amerika waren sie allgemein 4 Fuss (121,92 cm) lang und 12 Zoll (30,48 cm)
oder meistens 14 Zoll (35,53 cm) breit, die holländischen massen 120,00 cm mal 50,00 cm. Frankreich
benutzte vor dem Jahr 1820 162,50 X 48,8 cm grosse Platten, danach kleinere mit dem Mass
108,3 X 32,5 cm. Für besondere Stellen am Rumpf kamen manchmal auch Übergrössen zum Einsatz.
Ihre Stärke wurde in Gewicht angegeben. So gab es sie von 14 Unzen pro Quadratfuss über 16, 18,
20, ... bis 32 Unzen pro Quadratfuss. In Millimeter umgerechnet entspricht dies folgenden Werten:
14 oz = 0,48 mm 24 oz = 0,82 mm
16 oz = 0,55 mm 26 oz = 0,89 mm
18 oz = 0,62 mm 28 oz = 0,96 mm
20 oz = 0,68 mm 30 oz = 1,03 mm
22 oz = 0,75 mm 32 oz = 1,10 mm
Diese unterschiedlich starken Platten wurden den ungleich stark belasteten Zonen des Unterwasserschiffs
zugeordnet. Dabei fanden allgemein die stärksten Bleche am Vorschiff, mittschiffs in Höhe der
Wasserlinie, am Kiel und am Achtersteven mit Ruder Verwendung (siehe Skizze aus dem Buch von
Charles G. Davis: ’The Ship Model Builder’s Assistant).
Amerikanische Kupferplatte gezeichnet von Erik R.
Ronnberg nach einer Originalaufnahme
1 A: oberer Längsrand 1 Zoll überdeckt
1 B: vorderer Querrand 1 Zoll überdeckt
2 A: unterer Längsrand mit 1 Zoll Überlappung
ca. 1 ¾ Zoll Abstand zwischen Randnägel
2 B: hinterer Querrand mit 1 Zoll Überlappung
8 Randnägel im Abstand von ca. 1 ¾ Zoll
3: 5 Mittlere Nagelreihen, gewöhnlich mit
abwechseln 9 und 10 Nägel
Holländische Kupferplatte nach H. A. van der
Speck Obreen
Das Nagelloch wird jeweils im Schnittpunkt der
Linien geprägt. An den Rändern wird mittig
zwischen jedem Schnittpunkt ein zusätzliches
Nagelloch gestanzt, so dass der Abstand
zwischen den Randnägel ungefähr 1 ½ Zoll
beträgt.
Vor dem Anbringen der Platten müssen diese nach einer Vorlage für die Nägel gelocht werden. Dieses
Nagelmuster wies von Nation zu Nation Unterschiede auf und bot schon verschiedentlich Anlass zu
heftignr Diskussionen, ob das richtige oder falsche Schema gewählt wurde. Das mag für Kriegsschiffe
gelten. Unbestritten ist aber, dass amerikanische Handelschiffe nicht nur in Amerika, niederländische
Handelsfahrer nicht nur in den Niederlanden und englische nicht nur in Grossbritannien neu gekupfert
wurden, sondern dort, wo es eben möglich und gerade notwendig war. Die Nagelschemata folgten teils
einer rautenförmigen, teils einer quadratischen Grundaufteilung, wobei die Ränder stets mit zusätzlichen
Nägeln befestigt wurden.
Mit Kreide wird das Muster auf eine Platte aufgezeichnet und die Löcher auf einer glatten und ebenen
Hartholzunterlage mit einem kleinen scharfen Locheisen ausgestanzt. Das Locheisen besitzt einen
kleinen Ansatz oder Schulter, welche ein zu tiefes Eindringen in die Unterlage verhindert. An den Rändern
wird nur jeweils der eine Längs- und Querrand vorgelocht, der dann am Rumpf die Nachbarplatte
überdeckt. Die ungelochten Ränder werden erst nach dem Fixieren der Platte an ihrem vorgesehenen
Ort, durch die Löcher der über diesem Rand liegenden Platte, passgenau geprägt.
Durch die Löcher dieser Musterplatte werden alle weiteren Platten geprägt, indem man diese Schablone
mit zwei oder drei Nägeln genau über eine neue Platte heftet und dann durch die Musterplatte die
Löcher der neue Platte ausstanzt. Das geht so lange, bis die Löcher der Musterplatte zu gross geworden
sind, und eine neue Platte als Schablone herhalten muss. Die so geprägten Platten sind aber nur
für eine Schiffsseite geeignet; die Platten für die andere Seite müssen nämlich den vorgelochten Querrand
auf der anderen Seite haben.
Über die richtige Vorgehensweise beim Befestigen der Kupferplatten scheiden sich wiederum die
Geister, denn für fast alle Möglichkeiten scheint es historische Belege zu geben. C. F. Steinhaus in
„Die Schiffbaukunst II“, Hamburg 1858 und W. J. M Rankine 1866 beschreiben die am wirtschaftlichsten
und zuletzt häufigsten angewandte Methode: Dabei beginnt man an der Ruderhacke und arbeitet
sich von hinten unten nach vorne oben. Dabei überlappen die oberen Platten die unteren und die
vorderen die hinteren, ähnlich wie Fischschuppen. In der späteren niederländischen Schiffbauliteratur
dagegen herrscht laut Petrejus Einmütigkeit darüber, dass die Oberkante eines Ganges die Unterkante
des darüber liegenden Ganges überlappte.
Licht ins Dunkel bringt hier Peter Hedderwick mit seinem Werk ’Marine Architecture’, 1830, Teil 2,
Kapitel 1. Nach ihm beginnt man mit der Arbeit am besten mittschiffs am oberen Teil des Rumpfes und
arbeitet gleichzeitig nach vorne und hinten weiter. Die Platten werden zuerst nur in der Plattenmitte
festgenagelt, da sie sich ansonsten aufbeulen und nicht sauber am Rumpf anliegen. Die nächste
Platte, ob davor, darüber, darunter oder dahinter kann nun trotzdem mit der entsprechend richtigen
Überlappung befestigt werden, da auch sie zuerst nur in der Mitte befestigt wird und die Ränder unter
der vorderen und über der oberen Platte genagelt werden können. Die Platte muss zuvor aber der
Rumpfform mit dem Holzhammer angepasst werden. Auf diese Art befestigt man mehrere Reihen, bis
man zur Kimm kommt bei der man vorläufig endet.
Bei grösseren Schiffen wird nun meist die
Vorderseite des Vorstevens mit ¼ bis  Zoll
starken Bleiplatten verblendet, welche noch
zwei bis drei Zoll links und rechts über die
Stevenseiten reichen. Bei allen anderen
Schiffe werden in diesem Bereich die stärksten
Kupferplatten angebracht. So arbeitet
man sich weiter abwärts bis zum Kiel und
bekupfert diesen bis zur Ruderhacke. Von
hier aus arbeitet man sich nun Plattengang
für Plattengang wieder nach oben, bis man
im Kimmbereich die letzte Lücke mit schräg
zugeschnittenen Platten schliesst. Allen Varianten
ist gemeinsam, dass die einzelnen
Platten nach dem System einer Backsteinmauer
zueinander liegen und keine Plattenkante
gegen die Fahrströmung zeigt.
Zeichnung in Ben Lankfor, ’Flying Fish’, 1980 Beachte: Den mit ¼ Zoll starken Blei-platten beschlagene
Vorsteven und das rechtwinklig zur Ruderachse beschlagene Ruderblatt.
Zeichnung in Ben Lankford ‚’Flying Fish’ 1980, Beachte: Den Grenzbereich an der Kimm zwischen den
beiden Plattengürtel und die Abschlussreihe etwas über der Wasserlinie.
Eine weitere Variante mit zusätzlich eingeschobenen schräg auslaufenden Plattengängen zeigen diese
Zeichnungen von Charles G. Davis in ’The Ship Model Builder’s Assistant’:
Zum Aufnageln der Bleche wurden zwischen 88 und 125 Nägel benötigt. Nach Rijk besassen die geschmiedeten
Nägel vor 1822 nach oben spitz zulaufende Vierkantköpfe. In England und später in
Amerika wurden vor allem gegossene Senkkopfnägel benutzt, welche sich nach dem Einschlagen glatt
an das Blech anschmiegten und so weniger Ansatzpunkte für Anwuchs boten und ausserdem den
Wasserwiderstand verringerten. Auf dem Kontinent wurden lange noch Flachkopfnägel benutzt, die bei
Reparaturen leichter zu entfernen waren, aber keine so glatte Oberfläche ermöglichten. Die Nägel
waren zwischen  und 1 ½ Zoll lang und hatten einen relativ kleinen Kopfdurchmesser von  bis ½
Zoll (9,53 – 12,7 mm)!
3. Die Realisierung im Modellbau
Planung
Schon beim Bau meines ersten funktionsfähigen historischen Segelschiffmodells, der Schoneryacht
AMERICA im Jahre 1985, stand ich vor dem fast unlösbaren Problem, eine im Fahrbetrieb dauerhaft
haltbare, optisch ansprechende und historisch richtige Kupferung des Unterwasserschiffs vorzunehmen.
Ich bin leider gescheitert, und das eigentlich gut gelungene und sehr gut segelnde Modell fristet
ein trauriges Dasein in einer dunklen Kellerecke. Hiermit möchte ich darauf verweisen, dass ein anderer
Baufehler solche Auswirkung auf das fertige Modell hat wie ein minderwertiger Kupferbeschlag.
Leider hatte ich nach dem Rat von Fachleuten Kontaktkleber benutzt.
Um ein gutes Gelingen sicherzustellen, gilt es vor Beginn unbedingt ein paar Fragen zu klären:
1. Materialwahl: Zweifellos eignet sich für die Nachbildung eines Kupferbeschlags am besten
Kupfer, aber auch für eine Nachbildung einer Yellow-Metal- oder Zinkplatte ist es bestens geeignet.
Im Neuzustand sieht Yellow-Metal zwar wie Messing aus, jedoch erodiert das Zink vor
dem Kupfer so dass die Farbe nach einer gewissen Zeit die von mattem Kupfer war. Kupfer
lässt sich mit eine Lötpaste und einem kleinen Lötbrenner sehr gut verzinnen, was dem Zink
sehr nahe kommt. Zudem lässt sich das Kupfer – einmal erwärmt – noch besser an die
Rumpfkontur anpassen. Kupferfolien werden in den verschiedensten Stärken und Ausführungen
hergestellt und man kann sie (dem Internet sei Dank!) auch finden und kaufen.
2. Massstab: Messingfolie in der Stärke von 0,02 mm wirkt auch im Massstab 1 : 100 noch
realistisch, obwohl sie massstäblich mindestens doppelt so stark ist, wie sie sein sollte. Eine
Prägung der Nagelung sollte man aber unterlassen, denn auch am Originalschiff sticht sie
nicht ins Auge. Wolfgang Keckeisen hat an seinem Modell JATHYNTE im Massstab 1 : 48
0,05 mm starke Kupferplatten mit fein geprägter Nagelung angebracht, welche fantastisch
wirkt und ungefähr die Grenze beschreibt.
3. Unterlagen: Ist die Plattengrösse und gegebenenfalls das Nagelschema nicht frei erfunden?
Mir sind nur wenige Modellbaupläne bekannt, die detailliert die Plattengänge, die eingeschobenen
Gängen und die Abschlussgänge wirklich richtig angeben! Ist das Plattenschema am
Vorsteven (u. U. Bleiplatten), am Kiel, am Achtersteven, am Ruderscharnier (darunter oder
darüber) und am Ruderblatt (rechtwinklig zur Ruderachse) geklärt? Welche Reihenfolge muss
ich einhalten, um die richtigen Überlappungen der Platten zu erhalten?
4. Befestigung: Im Fachhandel sind kleine, am Rand gelochte Kupferplatten erhältlich, welche
man, sage und schreibe, mit kleinen Nägeln annageln kann! (Oh heiliger Klabautermann –
Das Böse ist immer und überall!). Für die zweitschlechteste Möglichkeit halte ich Sekundenkleber,
(wenn er nur dort kleben würde, wo er sollte und das viele Jahre) und Kontaktkleber.
Beide Kleber sind nicht alterungsbeständig und man wird auf die Dauer keine Freude an ihnen
haben. Bei meiner AMERICA waren nach 3 Jahren Fahrbetrieb fast alle Platten los, die
JATHYNTE von Wolfgang hat jetzt nach 15 Jahren als Standmodell auch schon zwei Platten
durch die Verwendung von Kontaktkleber verloren. Die mit gutem 5 Minuten Epoxydharz geklebten
Kupferplatten meiner HESPER halten trotz regelmässigen Segeltörns seit mehreren
Jahren.
5. Patina: Da man heute so gut wie keine gekupferten Schiffe mehr in Fahrt sieht, hat so mancher
seine eigene Vorstellung der Farbe eines kupferbeschlagenen Unterwasserschiffs entwickelt.
Dabei steht immer mehr oder weniger Grünspan im Vordergrund. Das ist nicht ganz
richtig! Die Farbe eines sich in Salzwasser in Fahrt befindlichen Schiffes mit Kupfer- oder
Muntzmetalbeplattung ist Pink! Ja wirklich Pink! Die pinke Farbe entsteht durch die bemerkenswerte
Scheuerkraft des bewegten Wassers, welche den Grünspan nur in den Plattenkanten
stehen lässt. Neues Kupfer ist glänzend Kupferbraun. Ist es der Luft ausgesetzt, wie
bei der CUTTY SARK im Trockendock, wird es allmählich braun. Ist das Schiff im Salzwasser,
liegt aber eine Weile still, wird es ziemlich schnell komplett grün. Ist es aber nach längerer Liegezeit
wieder eine Weile in Fahrt, wird das Kupfer zuerst um die Wasserlinie pink, um die
Kimm und im Bodenbereich hält sich der Grünspan am längsten wo er mit der Zeit aber auch
verschwindet. Wir haben also mehrere Möglichkeiten der Farbgestaltung, die aber zur Gesamtdarstellung
des Modells passen sollte.
Plattenfertigung
Kupferfolie eignet sich, je nach Massstab, bis zu einer maximalen Stärke von 0,1 mm zum Kupfern von
Modellrümpfen. Vor dem Zuschneiden des Tagesbedarfs sollte die Folie geglättet, die Rückseite des
Kupfers mit feinem Schleifpapier von der Oxydschicht befreit und aufgeraut werden. Diese Folien lassen
sich am Besten mit einem Skalpel oder einem scharfen Messer auf einer Scheidevorrichtung in
gleich grosse Stücke schneiden.
Zum Prägen der Nagelstruktur sollte ein Prägewerkzeug hergestellt werden. Vor dem Gebrauch von
Nadelroller oder Ähnlichem rate ich ab. Das immer gleiche Nagelschema lässt sich viel besser mit
einem schnell und einfach herzustellenden Stempel realisieren. Als Presse für den Stempel benutze
ich einen Schraubstock, wie er in jeder Bastelwerkstatt zu finden ist.
Auf einem 4 mm starken Buchensperrholz, deutlich grösser als meine Platte, zeichne ich mittig die
Platte in der benötigten Grösse und ihr exaktes Nagelschema mit den Randnägel an allen 4 Seiten auf.
Die Nagelpositionen werden mit einer Reissnadel leicht angekörnt und auf einer Ständerbohrmaschine
durchbohrt. In meinem Massstab 1 : 24 benutze ich dazu einen 0,8 mm Bohrer. Die gebohrte Platte
wird mit Schleifleinen leicht abgezogen und über 2mm starken Distanzbrettchen so auf eine ebene
Unterlage fixiert, dass unter dem durchbohrten Bereich 2mm Freiraum ist.
In jede Bohrung wird nun ein 0,7 mm starker harter Messingdraht gesteckt, so dass er unten die 2 mm
übersteht. Dann wird er oben bündig mit der Plattenoberseite abgekniffen. Sehr vorsichtig feilt man
sodann die überstehenden Drahtreste mit einer feinen Feile eben, ohne die Oberfläche der Sperrholzplatte
zu beschädigen. Danach dreht man die Platte um und fixiert sie nun mit einem 0,1 mm starken
Distanzblech genauso auf der Unterlage wie zuvor, nur dass nun der Freiraum unter den Bohrungen
nurmehr 0,1 mm beträgt. Alle Messingstifte werden nun nach unten durchgedrückt, so dass sie alle
unten 0,1 mm an der Plattenunterseite hervorstehen. Die oben überstehenden Drahtreste werden abgekniffen
und wieder mit eine feinen Feile der Oberfläche angeglichen. Wir erhalten so lauter gleich
lange, zylindrische Stifte, von denen ein Ende noch gerundet werden muss.
Dazu werden die Distanzbleche an der Unterseite entfernt, die Stifte nach oben durchgedrückt und die
Platte plan auf der Unterlage fixiert. Mit Schleifleinen, Schleifgummi oder Ähnlichem werden nun die
leicht überstehenden Stifte mit kreisenden Bewegungen so lange bearbeitet, bis die Kanten am Stiftende
gut abgerundet sind. Die Stifte werden nun aus den Bohrungen entfernt und vorerst sicher verwahrt.
Im nächsten Arbeitsgang erhält die Sperrholzplatte
unten, links und rechts von der aufgezeichneten
Platte einen Rand, dessen Innenmass unserer
Plattengrösse entspricht. Dann werden an ihrer
Rückseite zwei einfache Holzwinkel angeleimt, mit
der man die Platte an der hinteren Schraubstockbacke
einhängen kann. Für das Negativ des Prägewerkzeugs
benötigen wir etwas ABS – Kunststoff
genau in der Plattengrösse, legen es in den Stempelrahmen,
in den wir alle Stifte eingesteckt haben
und schon nach wenigen Probeprägungen hat das
Negativ die gewünschten Vertiefungen. Hiermit wäre
unser Prägewerkzeug schon fertig.
Jetzt sind wir in der Lage, alle erforderlichen
Platten mit einem Stempel zu prägen. Insgesamt
werden 3 verschieden geprägte Platten
benötigt. Die normale Platte für die Steuerbordseite
bekommt unten und am linken Rand
eine Nagelreihe, während die Backbordplatte
unten und am rechten Rand geprägt ist. Die
zwei gegenüberliegenden Seiten werden nicht
geprägt, dort werden sie von der vorderen und
oberen Platte überdeckt. Die dritte Variante ist
für die oberste Abschlussreihe und eignet sich
für beide Seiten. Bei ihr bleibt nur die linke oder
die rechte Seite ungeprägt, da sie nur von der vor ihr liegenden Platte überlappt wird. Die Stifte werden
nur in die dem Plattentyp entsprechenden Löcher gesteckt, die Platte wird mit der Pinzette eingelegt,
der Schraubstock zugedreht und die geprägte Platte mit der Pinzette entnommen. Der Nagelkopf ist
nun deutlich erhaben auf der Platte zu erkennen, für die englisch/amerikanische Variante mit ihren
Senkkopfnägel eigentlich zu deutlich. Wenn man nun mit Gefühl die Kupferplatte zwischen zwei ebenen
Flächen von Hand wieder zusammenpresst, bleibt der Nagel als Markierung auf der Platte erhalten,
die Platte ist aber wieder fast glatt.
Zwangsläufig gibt es nun an manchen Stellen passend zugeschnittene Platten, deren zugeschnittener
Rand im Original ’frei Schnauze’ abgenagelt wurde. So ist es auch am Modell das Beste, dies von
Hand nach Augenmass mit einem Stift nachzuprägen.
Aufkleben
Vor dem Verkleben der Platten sollte das Verlegeschema geklärt sein, und die Grenzenlinien der Plattengürtel
auf dem Rumpf markiert werden. Die ersten Platten werden am Heck beginnend, also am
Achtersteven über die Ruderhacke und an der Kielunterseite angebracht. Sie enden an der Aufkimmung
zum Vorsteven. Diese Platten wurden meistens quer zum Kiel mit einer Überlappung der Kielseiten
von 2 – 3 Zoll angebracht. Dazu werden Platten normalen Formats in entsprechend lange
Stücke geschnitten. Als nächstes wird von hinten unten nach vorne oben der erste Plattengürtel Reihe
für Reihe angebracht. An den Schiffsenden, an der Grenzlinie zum nächsten Plattengürtel, wo die
Plattenreihen naturgemäss mit der Zeit schräg einlaufen, werden sie entsprechend schräg beschnitten.
Bei den folgenden Gürteln wird genauso verfahren. Den oberen Abschluss bilden ein oder gar zwei
Plattenreihen, bei Kriegsschiffen ca. 30 cm über der Wasserlinie, bei Handelsschiffen oft nur entsprechend
ihrer Klassifizierung. Manchmal wurde auch eine Holzleiste als oberer Abschluss des Beschlages
angenagelt. Der Vorsteven wird zum Schluss entweder mit sehr starken Bleiplatten (¼ Zoll), oder
mit starken Kupferplatten beplattet, die 2 bis 3 Zoll über die Stevenseiten reichen.
Nachdem ich mit den Eigenschaften des Sekunden- und Kontaktklebers beim Aufkleben von Kupferplatten
keine guten Erfahrungen gemacht habe, möchte ich nachfolgend meine Klebetechnik bei der
Verwendung von 5 Minuten Epoxydharzkleber erläutern:
Das Tragen von Latex-Schutzhandschuhen ist
bei dem intensiven Umgang mit Epoxydharz
unbedingt erforderlich. Zum Fixieren und abkleben
der Platten benötigen wir mehrere Rollen
transparentes Klebeband, welches möglichst
etwas breiter als unsere Platten sein sollte (17
mm), und einen kleinen Kunststoffspatel. Weiter
brauchen wir zwei kleine, farblich verschiedene
Gefässe für Harz und Härter, 3 kleine
verschiedenfarbige Rührstöckchen, Putzlappen
oder Haushaltstücher, ein ca. 15 cm langes
dünnes Brettchen in Plattenbreite und eine
kleine, spitze Klammer. Um gute Klebeflächen
zu erhalten, sollte der Rumpf und die Platten
vorher angeschliffen und am Besten mit Aceton
entfettet werden.
Der Rumpf wird so auf der Arbeitsfläche platziert, dass er bei guter Zugänglichkeit ein sicheres und
bequemes Arbeiten erlaubt. Etwas abseits davon befestigt man an einer Tischkante mit einer kleinen
Zwinge das dünne Brettchen so, dass es ungefähr 7-8 cm über die Tischkante ragt. Auf diesem Brettchen,
ganz am Ende, wird mit der spitzen Klammer die zu klebende Kupferplatte, mit der Klebefläche
nach oben, am Rand fixiert. Vor diesem Brettchen, auf dem Tisch werden in den zwei verschiedenfarbigen
Gefässe je ein paar Tropfen Harz und Härter mit je einem farblich passenden Rührstöckchen
sauber getrennt aufgestellt. Das dritte Rührstöckchen liegt mit den Putzlappen in Griffweite. Nun nehmen
wir einen kleinen Tropfen Harz mit dem ihm zugeordneten Rührstöckchen und platzieren diesen
auf der festgeklemmten Kupferplatte. Dann bringen wir auf die selbe Weise die gleiche Menge Härter
auf die Platte und achten dabei, dass keine Verwechslung der Rührstöckchen stattfindet. Mit dem
dritten Rührstöckchen wird nun der Kleber auf der Platte gründlich vermischt und verteilt, dann wird
das Stöckchen mit dem Lappen gesäubert und beiseite gelegt.
Die Klammer wird entfern,t und die Platte kann an dem ihr zugedachten Platz am Rumpf platziert werden.
Hier wird sie nun vollflächig mit Klebeband abgeklebt, welches um die Platte gut angedrückt werden
muss. Durch das transparente Klebeband kann sehr gut kontrolliert werden, ob nichts verrutscht
ist. Den überschüssigen Kleber, der sich nun eingeschlossen unter der Platte befindet, drücken wir mit
dem Kunststoffspatel in Richtung der nächsten anzuklebenden Platte (normalerweise richtung Bug),
bis er unter dem Klebeband erscheint oder sogar darunter herausquillt. Die Platte liegt nun dicht, glatt
und satt am Rumpf an und darf keine Beulen mehr haben. Ohne Zögern schneidet man nun mit einem
scharfen Messer vom Klebeband soviel ab, dass der Plattenrand, der von der nächsten Platte überdeckt
wird, vom Klebeband befreit ist. Der jetzt unbedeckte überschüssige Kleber muss nun schnell
mit dem Lappen entfernt werden, solange er noch nicht abgebunden hat. Die Schnittkante des Klebebandes
auf der Platte dient als Anschlag für die nächste Platte und hilft uns sehr, die folgende Platte
sauber auszurichten.
Erst wenn so eine ganze Plattenreihe vom Heck bis zum Bug angebracht ist, wird das ganze Klebeband
entfernt. Da der jetzt sichtbare Teil der Platte bis jetzt abgeklebt war, sind die Platten sehr sauber
und müssen nur selten an den Stosskanten vom Kleber nachgereinigt werden. Bevor man nun mit der
nächsten Reihe beginnt, klebt man die letzte Reihe derart ab, dass wieder nur der obere Plattenrand
unbedeckt bleibt, der von der darüber folgenden Reihe überlappt wird. Mit dem Klebeband als willkommene
Anschlagkante für die nächste Reihe stellt der saubere Strak der Plattengänge kein Problem
dar.
Diese manchmal eintönige Arbeit kann einen Modellbauer wochenlang beschäftigen - sie kann ihm
dafür aber auch jahrzehntelang eine wahre Freude sein.
Patinieren
Zu diesem Thema wurden schon die abenteuerlichsten Rezepte und Anleitungen veröffentlicht, von
denen ich einige erfolglos getestet habe, für die anderen war ich nicht lange genug in der Schule.
Schliesslich fand ich, durch den Tipp eines Modellbaukollegen, eine unkomplizierte, ungefährliche,
ungiftige und unkostspielige Möglichkeit, das Kupfer zum ausblühen von Grünspan zu bringen. Dazu
nimmt man normalen Essig (Salat- oder Gewürzessig) und Speisesalz aus der heimischen Küche.
In einem leeren Marmeladenglas mischt man einen
¼ Liter Essig so lange mit Speisesalz, bis eine gesättigte
Lösung entsteht, das heisst, bis sich im
Essig kein Salz mehr löst und es sich auf dem Boden
absetzt. Mit einem Borstenpinsel streicht man
dieses Gemisch nun auf die Kupferfläche auf. Die
Lösung wird nun auf dem glatten Kupfer durch die
Kohäsion sofort Tropfen bilden und wieder ab perlen.
Um das zu verhindern, bringen wir durch kreisende
Bewegungen mit dem Borstenpinsel die Flüssigkeit
dazu, Schaum zu bilden. Dieser Schaum wird
schon nach kurzer Zeit durch den schnell entstehenden
Grünspan hellgrün. Er lässt sich mit dem
Pinsel ohne Probleme über die ganze Fläche verteilen und schon nach wenigen Stunden ist die Oberfläche
komplett vom Grünspan überzogen.
Den Essigschaum kann man einfach mit Wasser abwaschen. Mit einem Metallputzmittel, mit Stahlwolle
oder wieder mit Essig kann man die Färbung an den Flächen, wo sie nicht erwünscht ist, wieder
entfernen,. Wenn man die Beplattung mit Stahlwolle abzieht, ergibt sich der schöne Effekt, dass der
Grünspan an den Plattenkanten und an der Nagelprägung erhalten bleibt, die Plattenfläche aber sauber
wird und Kanten und Nägelprägungen schön zur Geltung kommen. Sollte das erzielte Ergebnis
nicht gefallen, lässt sich die komplette Kupferung wieder säubern und man versucht es einfach noch
einmal.
Literatur
Rabbel, Jürgen
Rostocker Windjammer
Hinstorff Verlag, Rostock 1983
Petrejus, E. W.
Das Modell der Brigg IRENE
Delius Klasing & Co, Bielefeld 1988
Paasch, H. Capt.
Vom Kiel zum Flaggenknopf
Eckardt & Messtorff, Hamburg 1901
Davis, Charles G.
The Ship Model Builder’s Assistant
Dover Publications, Inc. New York, 1926 Reprint
1988
Ronnberg, Erik A. R.
Hesper of Boston, 1884
Nautical Research Journal, 1994
Hedderwick, Peter
Marine Architecture
Edinburgh, 1830
Monteiro, Paulo
HMS Pallas
The Pallas Project, 2000
Wegner, Dana
Curator of Models for the US Navy
The Copper Plating Question
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Re: Das "Kupfern" von Klaus Prystaz

Beitrag von Admin am Do 8 Feb 2018 - 17:05

Noch ein paar Bilder zum Thema Kupfern...






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Re: Das "Kupfern" von Klaus Prystaz

Beitrag von Golfkilo am So 11 Feb 2018 - 14:30

Ist das bislang informativste, was ich zu dem Thema gelesen habe, sehr interessant, historisch wie handwerklich.

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Re: Das "Kupfern" von Klaus Prystaz

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