Kupfer-, verkupferte oder bronzene Gartengeräte – worin liegt eigentlich der Unterschied?

Kupfer-Gartengeräte erklärt: Entdecken Sie die Unterschiede zwischen reinem Kupfer, verkupfertem Stahl und Bronze und warum Bronze ideal für langlebige Gartengeräte ist.

Wenn wir nach Gartengeräten aus Kupfer suchen, stoßen wir schnell auf Begriffe wie „Kupfer“, „teilweise aus Kupfer“, „verkupfert“, „Kupferlegierung“ und „Bronze“. Auf den ersten Blick mögen diese Begriffe ähnlich erscheinen, doch zwischen ihnen gibt es wichtige Unterschiede.

Bei Gartengeräten ist das Material nicht nur wegen seines Aussehens wichtig. Es bestimmt die mechanischen und chemischen Eigenschaften des Werkzeugs, sein Verhalten beim Kontakt mit Erde, Pflanzen und Wasser, seine Korrosionsbeständigkeit und vieles mehr.

Deshalb sollte man beim Vergleich von Kupfer-Gartengeräten zunächst feststellen, woraus das Werkzeug tatsächlich hergestellt ist.

1. Werkzeuge aus reinem Kupfer

Reines Kupfer ist ein sehr interessantes Metall. Es ist ein hervorragender Leiter, sehr korrosionsbeständig und entwickelt mit der Zeit eine charakteristische Patina, die das Metall vor dem weiteren Verfall schützt.

Für die meisten Gartengeräte hat reines Kupfer jedoch einen wichtigen Nachteil: Es ist relativ weich.

Bei einem Spaten, einer Hacke oder einem Werkzeug, das in harte Erde gedrückt wird, benötigen wir ein Material, das beträchtlichen mechanischen Belastungen standhalten kann. Reines Kupfer kann sich bei einer solchen Verwendung verformen.

Daher wird reines Kupfer häufiger dort eingesetzt, wo seine Form konstruktiv unterstützt werden kann oder wo die mechanische Festigkeit weniger wichtig ist.

Bei OJ Bron ist der Pflanzstab Svarog ein solches Beispiel. Seine Form und Konstruktion ermöglichen die Verwendung von reinem Kupfer, während die Arbeitsteile der meisten anderen Gartengeräte aus einer Kupferlegierung – Bronze – gefertigt werden.

2. Verkupferte bzw. kupferbeschichtete Werkzeuge

Eine ganz andere Sache ist ein Werkzeug aus Stahl, das an seiner Oberfläche eine Kupferschicht besitzt.

Ein solches Werkzeug kann wie Kupfer aussehen, sein Grundmetall ist jedoch weiterhin Stahl.

Bei galvanisch oder anderweitig beschichteten Werkzeugen stellt sich daher eine wichtige Frage: Was passiert, wenn sich die Beschichtung abnutzt? Hat sie überhaupt eine Wirkung?

Bei der Arbeit mit Erde wird die Arbeitsfläche ständig an Sand, Steinen und anderen harten Partikeln gerieben. Dadurch kann sich die Oberflächenschicht schnell abnutzen und an den am stärksten beanspruchten Stellen kommt das Grundmetall zum Vorschein.

Das bedeutet, dass eine „Kupferoberfläche“ und ein „Werkzeug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung“ nicht dasselbe sind.

Außerdem kann eine Beschichtung einen völlig anderen Zweck haben – den Schutz des Grundmetalls vor Korrosion oder einfach die Verbesserung des Aussehens.

Ein „verkupfertes“ Werkzeug besitzt nicht automatisch die Eigenschaften, die man Kupfer zuschreibt. Eine wenige Mikrometer dünne Kupferschicht verleiht dem Werkzeug vor allem ein schöneres Aussehen, nicht aber eine tatsächliche Funktionalität.

3. Werkzeuge aus mehreren verschiedenen Metallen – die Frage der galvanischen Zelle

Man kann auch auf Werkzeuge stoßen, die aus mehreren Metallen hergestellt sind, zum Beispiel aus Kupfer und Stahl.

Wenn zwei verschiedene Metalle miteinander in Kontakt stehen und gleichzeitig einem Elektrolyten ausgesetzt sind, kann eine galvanische Zelle entstehen. Feuchte Erde kann aufgrund ihres Wassergehalts und der darin gelösten Ionen als elektrolytisches Milieu wirken.

Dabei besitzen verschiedene Metalle unterschiedliche elektrochemische Potentiale. Ein Metall kann zur Anode werden und sich schneller auflösen, während das andere zur Kathode wird.

Dies ist ein bekanntes Phänomen, das als galvanische bzw. Bimetallkorrosion bezeichnet wird.

Bei einem Werkzeug, das für einen langfristigen Kontakt mit feuchter Erde bestimmt ist, spielt es daher eine Rolle, welche Metalle miteinander verbunden sind und auf welche Weise sie verbunden sind.

Das bedeutet nicht, dass jede Kombination verschiedener Metalle problematisch ist. In der Praxis sind unter anderem das Verhältnis der Metalle, ihre Oberflächen, der elektrische Kontakt, das Vorhandensein von Feuchtigkeit, der pH-Wert und die chemische Zusammensetzung der Umgebung von Bedeutung.

Ebenso kann bei der Kombination von beispielsweise Kupfer und Stahl an deren Kontaktstelle aufgrund der galvanischen Zelle Grünspan entstehen, was wegen seiner Giftigkeit im Allgemeinen unerwünscht ist.

Am wichtigsten ist jedoch, dass sich in diesem Fall die + und – Felder gegenseitig aufheben, wodurch der zentrale Faktor der Wirkung eines Kupferwerkzeugs verloren geht – das negativ geladene Kupferion.

4. Was ist Bronze?

Bronze ist kein anderes Metall als Kupfer, sondern eine Kupferlegierung.

Die klassische Bronze ist eine Legierung aus Kupfer und Zinn. Durch die Zugabe von Zinn verändern sich die mechanischen Eigenschaften des Kupfers erheblich.

Es entsteht ein Material, das härter und besser für die Herstellung von Werkzeugen geeignet ist, während sein grundlegender metallischer Charakter der einer Kupferlegierung bleibt.

Deshalb wird Bronze seit Jahrtausenden zur Herstellung von Werkzeugen und anderen Gegenständen verwendet, bei denen eine höhere Festigkeit erforderlich ist, als sie reines Kupfer bieten kann.

Bei OJ Bron werden die Arbeitsteile der meisten Gartengeräte aus Bronze mit einem hohen Kupferanteil gefertigt – etwa 86–94 % Kupfer, wobei der Rest hauptsächlich aus Zinn besteht. Die Werkzeuge werden zusätzlich durch Schmieden gehärtet.

Das ist ein wichtiger Unterschied.

Es handelt sich nicht um ein Stahlwerkzeug mit einer Kupferbeschichtung, sondern um ein Werkzeug, dessen Arbeitsmaterial selbst eine Kupferlegierung ist. Dadurch kommen wir in den Genuss der Vorteile des Kupfers bei seiner Wechselwirkung mit Erde, Pflanzen und Wasser.

5. Warum ist eine Kupferlegierung bei Gartengeräten besonders wichtig?

Bei der Verwendung eines Werkzeugs in der Erde haben wir gleichzeitig einen mechanischen und einen chemischen Kontakt.

Der mechanische Teil ist relativ einfach: Das Werkzeug muss in die Erde eindringen, Unkraut entfernen, den Boden lockern und dabei wiederholten Belastungen standhalten.

Der chemische Teil ist komplexer.

Kupfer ist ein biologisch aktives Element. In kleinen Mengen ist Kupfer ein wichtiges Spurenelement für Pflanzen und viele Organismen, bei höheren Konzentrationen können seine Auswirkungen jedoch schädlich sein.

Dies ist ein wichtiger Punkt, der bei der Diskussion über Kupferwerkzeuge klar angesprochen werden sollte.

Untersuchungen landwirtschaftlicher Böden zeigen, dass höhere Kupferkonzentrationen mikrobielle Gemeinschaften und die Funktionalität des Bodens beeinflussen können. In einem zwölfjährigen Feldversuch wurden bei Konzentrationen von über etwa 200 mg Cu/kg Boden länger anhaltende Veränderungen der Bodenfunktion und der mikrobiellen Gemeinschaften festgestellt. Bei niedrigeren Konzentrationen wurden solche Unterschiede nicht beobachtet.

Das bedeutet, dass die Aussage „mehr Kupfer ist immer besser“ wissenschaftlich nicht begründet ist.

Bei Kupfer-Gartengeräten sprechen wir jedoch über eine völlig andere Art des Kupfereintrags als bei der gezielten Zugabe von Kupferpräparaten oder Düngemitteln in den Boden.

Während der Verwendung nutzt sich das Werkzeug an seiner Arbeitsfläche ab und kann sehr kleine Mengen Material an den Boden abgeben, die wir als Kupferspuren bezeichnen. Wie viel Kupfer tatsächlich in den Boden gelangt, hängt von zahlreichen Faktoren ab: der Zusammensetzung der Legierung, der Oberfläche des Werkzeugs, der Art der Verwendung, der Bodenart, der Feuchtigkeit, dem Säuregrad und der Häufigkeit der Nutzung.

Bei der Verwendung wird unter anderem auch das Wasser im Boden ionisiert, wodurch seine Oberflächenspannung zunimmt. Dadurch kann der Boden Wasser besser halten, während es den Pflanzen durch die leichtere Kapillarität besser zur Verfügung steht. Im Gegensatz zu Rost, der den Boden austrocknet, hält der Boden bei der Bearbeitung mit Kupferwerkzeugen die Feuchtigkeit besser. Dieses Phänomen wurde unter anderem in einer slowenischen Untersuchung durch das Wiegen von Bodenproben dokumentiert. Außerdem ist sofort festzustellen, dass die Arbeit mit einem solchen Werkzeug wesentlich leichter ist, da die Reibung durch die Erde deutlich geringer ist. Mit den Jahren wird ein Werkzeug aus Bronze zudem immer widerstandsfähiger und zäher, da jeder Schlag mit der Erde das Material zusätzlich verfestigt.

6. Ein besonders interessantes Beispiel: die slowenische Untersuchung mit dem Werkzeug Zala

Bei OJ Bron haben wir auch eine unmittelbarere Erfahrung.

Im Jahr 2017 wurde unser Werkzeug Zala in eine Diplomarbeit an der Fakultät für Biotechnische Wissenschaften der Universität Maribor aufgenommen. In der Untersuchung wurde die Bodenbearbeitung mit einem Kupfer- bzw. Stahlwerkzeug verglichen.

Nach den zusammen mit der Untersuchung veröffentlichten Daten wurden über einen Zeitraum von mehreren Monaten verschiedene Bodeneigenschaften beobachtet. Auf der mit dem Kupferwerkzeug bearbeiteten Parzelle wurden unter anderem Unterschiede beim pH-Wert, bei der Wasserspeicherung, beim Kaliumgehalt, bei der Bodenstruktur sowie bei der Anzahl der beobachteten Bodenorganismen festgestellt.

7. Was kaufen wir also tatsächlich?

Wenn wir im Internet die Bezeichnung „Kupfer-Gartengerät“ sehen, ist es daher sinnvoll, einige einfache Fragen zu stellen:

Ist das Werkzeug aus reinem Kupfer gefertigt?

Ist es aus einer Kupferlegierung, zum Beispiel Bronze, gefertigt?

Ist der Stahl lediglich mit Kupfer beschichtet?

Aus welchen anderen Metallen besteht das Werkzeug?

Bei hochwertigen Kupfer- bzw. Bronze-Gartengeräten ist es wichtig, die tatsächliche Materialzusammensetzung zu kennen. Die Marke OJ Bron garantiert höchste Qualität bei Kupfer-Gartengeräten mit einer 12-jährigen Garantie.

8. Kupferlegierung als Kompromiss zwischen Kupfer und Festigkeit

Für die Herstellung eines brauchbaren Gartengeräts ist Bronze daher ein sehr interessanter Kompromiss.

Reines Kupfer bietet die Eigenschaften des Kupfers, ist aber für viele stark belastete Teile zu weich.

Stahl ist sehr fest und für schwere Arbeiten geeignet, aber Eisen korrodiert und hat auf Erde, Pflanzen und Wasser häufig eine genau entgegengesetzte Wirkung als Kupferwerkzeuge.

Bronze hingegen verbindet einen hohen Kupferanteil mit einer höheren mechanischen Festigkeit, die durch die Zinnlegierung und eine entsprechende mechanische Bearbeitung erreicht wird.

Bei OJ Bron haben wir uns daher für die meisten Teile, die tatsächlich in der Erde arbeiten, für Bronze entschieden. Die Zusammensetzung unserer Teile beträgt etwa 86–94 % Kupfer, der Rest besteht hauptsächlich aus Zinn, und die Arbeitsteile werden zusätzlich durch Schmieden gehärtet.

So erhalten wir ein Material, das weder „kupferbeschichteter Stahl“ noch zu weiches reines Kupfer ist.

Es handelt sich um eine Kupferlegierung, die dafür bestimmt ist, dass man tatsächlich mit ihr arbeiten kann.

9. Und was bedeutet Patina?

Mit der Zeit bildet sich auf Kupfer und Bronze eine Patina.

Es handelt sich nicht um Rost.

Dabei handelt es sich um basische Oberflächenprodukte der Reaktionen von Kupfer mit seiner Umgebung, die eine schützende Schicht auf der Metalloberfläche bilden können. Bei OJ Bron ist die Patina daher ein normaler Bestandteil der Lebensdauer des Werkzeugs und wird von uns in der Regel nicht entfernt.

Einer der interessanten Aspekte von Kupferlegierungen besteht darin, dass ein solches Werkzeug durch den Gebrauch seinen Charakter nicht verliert, sondern mit der Zeit ein edles Aussehen entwickelt.

Fazit: Nicht jedes „Kupferwerkzeug“ ist gleich

Aufgrund des Ansehens und Prestiges von Kupfer sind auf dem Markt günstige Abkürzungen entstanden, die häufig versuchen, Kunden mit einem hohen Preis davon zu überzeugen, dass sie tatsächlich ein echtes Kupferwerkzeug kaufen. Leider ist dies oft nicht der Fall ...

Nur die sorgfältige Auswahl der richtigen Kupferlegierung und der Herstellungsprozess gewährleisten die Eigenschaften, die wir uns von einem Kupferwerkzeug wünschen.

Dazu gehören eine geringe Reibung bei der Arbeit, Korrosionsbeständigkeit, Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit sowie eine positive Wirkung auf Erde, Pflanzen und Wasser aufgrund der negativ geladenen Kupferionen.

Wenn wir ein brauchbares und langlebiges Kupfer-Gartengerät kaufen möchten, ist die Wahl daher sehr einfach.

Der Begriff „Kupfer-Gartengerät“ kann sehr unterschiedliche Dinge bedeuten.

Er kann ein Werkzeug aus reinem Kupfer bezeichnen.

Er kann ein Stahlwerkzeug mit einer Kupferbeschichtung bezeichnen.

Er kann ein Werkzeug bezeichnen, das aus mehreren verschiedenen Metallen besteht.

Oder er kann ein Werkzeug aus einer massiven Kupferlegierung – Bronze – bezeichnen.

Für den Benutzer ist es daher am wichtigsten zu wissen, was sich tatsächlich hinter dem Begriff „Kupfer“ verbirgt.

Bei OJ Bron haben wir uns für eine Kupferlegierung – Bronze mit einem hohen Kupferanteil – entschieden, weil sie uns ermöglicht, die Eigenschaften des Kupfers mit der mechanischen Eignung zu verbinden, die wir für Gartengeräte benötigen.

Was weiterhin interessant und weiterer Forschung wert ist, ist die Frage, was bei einer langfristigen, sehr geringen Exposition gegenüber Kupferlegierungen während der tatsächlichen Verwendung von Gartengeräten geschieht.

Und genau hier treffen traditionelles Wissen über die Herstellung von Kupferwerkzeugen, die Erfahrung von Gärtnern und die moderne Bodenforschung aufeinander.

OJ Bron ist genau an dieser Schnittstelle entstanden.