4. Renaissance.
Während uns die genannten beiden Berichte aus dem Ende des Mittelalters nur einzelne Skizzen ausgeführter Maschinen überliefern, ist uns in den Handschriften des Leonardo da Vinci und besonders in seinem Codice atlantico zum erstenmal eine zusammenhängende Darstellung von Maschinen verschiedenster Art überliefert, die ein deutliches Bild von seiner Ingenieurtätigkeit entrollt.
Künstlerische und technische Tätigkeit scheinen zwar dem Laien, der die Technik meist nur im grob-materiellen Sinn auffaßt, einander völlig fremd gegenüberzustehen; in Wirklichkeit beruhen sie beide auf der Raum- und Formvorstellung, auf Phantasie; sie sind beide nichts anderes als eine Kompositions- und Erfindungstätigkeit. Wenn es eines Beweises hierfür bedürfte, so könnte die Persönlichkeit Leonardos hierfür dienen, der ein gleich hervorragender Ingenieur wie Künstler war und hierin seinen Vorgänger Marianus Jacobus aus Siena weit übertraf. Wenn die Neuzeit keine Persönlichkeit aufzuweisen vermag, die künstlerische und technische Leistungen in sich vereinigt zeigte, so mag es wohl darum sein, weil im 19. Jahrhundert der Zusammenhang zwischen Kunst und Leben ein sehr loser geworden ist. Eine vorzügliche Darstellung von Leonardos Leben im Zusammenhang mit seiner Zeit findet sich in dem Werk von Theodor Beck.
Leonardo war Wasserbau-Ingenieur im Dienst des Ludovico Sforza in Mailand in den Jahren 1482 bis 1499 und Kriegsingenieur des Césare Borgia 1502 bis 1507. Seine Lehrbücher über Mechanik und Maschinenelemente sind leider verloren gegangen; die hinterlassenen Handschriften sind gewissermaßen als der Rohstoff zu den ersteren anzunehmen. Sie enthalten eine Fülle von konstruktiven Gedanken und wissenschaftlichen Überlegungen und umfassen das gesamte Gebiet damaliger Technik, von den Werkzeugen bis zu vollständigen Wasserkraftanlagen, von der Herstellung der Geschützrohre bis zu dem Projekt einer Dampfkanone.
Zur Bewegung schwerer Lasten gibt Leonardo folgende Maschinen an:
Fig. 14 (entnommen aus Beck S. 329) ein Gangspill mit einem Gestell, das bei größter Einfachheit den wirkenden Kräften vollkommen angepaßt ist.
Fig. 15 (entnommen aus Beck S. 330) ein Drehkran, der durch die statisch durchdachte Anordnung seines Gerüstes sich auszeichnet. Während in Deutschland Drehkrane stets als Säulenkrane ausgeführt wurden, hat sich in Italien die Drehscheibenanordnung der Römer erhalten, die Vitruv beschrieben hat.
Fig. 16 (entnommen aus Beck S. 447) stellt zwei Wand-Drehkrane vor, von denen der eine an einem Gebäude, der andere an einem Strebenwerk gelagert ist. Letzterer ist so aufgestellt, daß er die Umladung aus Schiffen eines tiefliegenden Kanals in einen hochliegenden bewirken kann: er ersetzt also bis zu einem gewissen Grade eine Schleuse.
Fig. 17 (entnommen aus Beck S. 481) gibt eine Darstellung von zwei übereinander an demselben Stützgerüst angeordneten Drehkranen, zu dem Ausheben eines Kanals bestimmt. Die durchaus zweckmäßige Anordnung des Gerüstes mit den wohldurchdachten Einzelheiten ist besonders bemerkenswert. Auch der Arbeitsvorgang ist gut überlegt: er gestattet ein gleichzeitiges Arbeiten in zwei Geschossen und ein stetiges Vorrücken der ganzen Maschine.
Besonders bemerkenswert erscheint, daß unter der Fülle von Skizzen zahlreiche Wasserräder zum Betrieb von Mühlen und von Werkzeugmaschinen dargestellt sind, daß aber keine einzige Hebemaschine mit Wasserradantrieb oder auch nur mit Pferdegöpel sich findet. Man kann aus diesem Umstand wohl schließen, daß auch im Mittelalter die Menschenkraft in Italien noch sehr billig war; wird doch heutzutage noch aus den Schwefelgruben Siziliens das geförderte Material durch Knaben auf Leitern heraufgetragen.
Als Abschluß der ersten Epoche — die durch ausschließliche Verwendung von Menschenkraft für Heben von Lasten gekennzeichnet ist — mögen zwei Figuren beigegeben werden, die den Transport des Vatikanischen Obelisken darstellen, der durch Domenico Fontana im Jahre 1590 ausgeführt wurde und wobei zum erstenmal Pferdegöpel verwendet wurden. Theodor Beck gibt auf S. 485 und den folgenden eine ausführliche und sehr anziehende Darstellung des Vorgangs nach dem eigenen Bericht des Domenico Fontana.
»In der genannten Absicht, sowie um den Platz und das neue, prachtvolle Gebäude von St. Peter zu zieren, befahl Se. Heiligkeit der Papst am 24. August 1585 den Zusammentritt einer Versammlung von Prälaten und den intelligentesten Herren, die beraten sollten, welches die geeignetste Stelle für den Obelisken sei und wie man sich zu verhalten habe, um dessen Transport mit der größtmöglichen Sicherheit zu bewerkstelligen. Auch sollten sie den Künstler nennen, den sie wegen seines Scharfsinnes und seiner Erfahrung für den geeignetsten hielten, das Werk zum gewünschten Ende zu führen. Das Unternehmen wurde allgemein für äußerst schwierig gehalten, sowohl wegen des ungeheuren Gewichtes, als auch wegen der Größe des Steines und seiner Neigung, bei der Bewegung zu brechen. Viele der früheren Päpste, die denselben Stein zu versetzen wünschten, waren durch die Bedenken, die die ersten Ingenieure ihrer Zeit dagegen erhoben, davon abgeschreckt worden. Man hegte wegen der Schwierigkeiten, die das Unternehmen habe, tausend Zweifel, da kein Schriftsteller beschreibt oder erwähnt, wie die Alten sich dabei verhielten, so daß man davon Regeln hätte abnehmen können, und man übertrieb die Gefahren, die der Zufall bei derartigen Arbeiten unversehens bringen könne. Man kam deshalb in der ersten Sitzung der Versammlung trotz langer Beratung zu keinem befriedigenden Resultat und beschloß, zum Zwecke der Klarstellung der Sache und damit eine so hoch geschätzte Relique unversehrt transportiert werde, alle Gelehrten, Mathematiker, Architekten und andere tüchtige Männer, die man herbeibringen könne, zusammenzurufen, damit jeder seine Ansicht über die Ausführung des Unternehmens ausspräche.
Die zweite Sitzung wurde auf einen um 25 Tage späteren Termin verlegt, damit Fremden Zeit gelassen würde, nach Rom zu kommen und Beweise ihres Scharfsinnes abzulegen. Durch das Gerücht von einer solchen Arbeit angelockt, kamen viele, zum Teil ohne die Absichten des Papstes genau zu kennen, aus allen Weltgegenden, so daß bei der genannten zweiten Sitzung am 18. September an 500 Personen der genannten Berufsarten aus den verschiedensten Ländern erschienen, aus Mailand, Venedig, Florenz, Lucca, Como, Sizilien, Rhodos und Griechenland. Mehrere waren Geistliche, und ein jeder trug seine Erfindung bei sich, der eine in Zeichnungen, der andere im Modell, einige erklärten sich auch nur mündlich. Die meisten stimmten darin überein, daß der Obelisk aufrecht zu transportieren sei, da man es für das Allerschwierigste hielt, ihn umzulegen und wieder aufzurichten. Einige wollten nicht nur den Obelisk, sondern ihn samt seinem Piedestal und Fundament aufrecht transportieren, andere nicht aufrecht und nicht wagrecht, sondern schräg liegend, im Winkel von 45° gegen den Horizont geneigt. Dann zeigten sie die Art, wie er bewegt werden sollte. Der eine meinte mit einem einzigen Hebel, der andere mit Schrauben, der andere mit Zahnrädern.«
Dieser Transport war für die damalige Zeit eine Aufgabe von besonderer Schwierigkeit. Der Obelisk mußte auf seinem alten Platz umgelegt, auf den rund 200 in entfernten Petersplatz gebracht und dort wieder aufgerichtet werden. Das Gewicht des Monolithen betrug rund 300 t. Fontana löste die Aufgabe sehr zweckmäßig dadurch, daß er den Obelisken nicht um seine Fußkante, sondern um seine Schwerpunktsachse kippte und gleichzeitig den Schwerpunkt vertikal senkte, so daß der Fuß des Obelisk stets in einer Horizontalbahn sich bewegte. Der Vorgang ist aus Fig. 18 (entnommen aus Beck S. 493) deutlich erkennbar.
Der mit einer Holzverschalung und eisernen Bändern armierte Obelisk wurde durch 40 über die ganze Länge verteilte Flaschenzüge gefaßt, deren Taue zu 40 Pferdegöpeln führten. Die Seile waren an den Trommelwellen der Göpel nicht befestigt, sondern nur durch Reibung mittels mehrfacher Umschlingung gehalten, um eine einfache Regelung der Seilspannung zu ermöglichen.
Fig. 19 (entnommen aus Beck S. 491) zeigt die Anordnung der Göpel.
Den Beginn der Arbeit schildert Domenico in der Übersetzung von Beck wie folgt:
»Am 30. April, zwei Stunden vor Tagesanbruch, wurden zwei Messen in der Heiligengeistkirche gelesen, damit Gott, zu dessen und des heiligen Kreuzes Ehre dieses merkwürdige Unternehmen ausgeführt werden sollte, ihm seine Gunst schenken und es gelingen lassen sollte. Und damit er die Bitten aller erhöre, gingen sämtliche Arbeiter, Aufseher und Fuhrleute, die bei dem großen Werk zu tun hatten, und nach meiner Anordnung tags zuvor gebeichtet hatten, zur Kommunion. Auch hatte unser Herr mir den Tag vorher seinen Segen gegeben und mir anempfohlen, was ich zu tun habe. Nachdem alle kommuniziert hatten und angemessene Reden gehalten worden waren, trat er aus der Kirche in die Umzäunung, und alle Arbeiter wurden an ihre Plätze beordert. Jeder Göpel erhielt zwei Aufseher, deren Anweisung besagte, daß jedesmal, wenn das Signal eines Trompeters gehört würde, den ich auf einem erhöhten Platze aufstellte, so daß er allen sichtbar war, die Göpel in Gang zu setzen seien, und er ein scharfes Auge darauf haben müsse, daß richtig gearbeitet werde; wenn aber der Ton einer Glocke erklinge, die oben an dem Gerüst aufgehangen war, müsse er sofort Halt machen lassen. Innerhalb einer Umzäunung am Ende des Platzes stand der Chef der Fuhrleute mit 20 starken Reservepferden und 20 Mann zu ihrer Bedienung. Außerdem hatte ich noch acht bis zehn tüchtige Männer auf dem Platze verteilt, die herumgingen und Überall nachsahen, daß während der Arbeit keinerlei Unordnung vorkäme. Ferner hatte ich eine Abteilung von 12 Mann angewiesen, die nötigen Reserveteile, Flaschenzüge, Rollen usw. nach Bedarf hin und her zu tragen. Diese waren vor dem Vorratshause auf einem erhöhten Platze aufgestellt, wo sie auf jeden Wink oder Befehl das auszuführen hatten, was ihnen aufgetragen wurde, so daß kein Göpelaufseher seinen Platz zu verlassen brauchte. An jeden Göpel aber hatte ich sowohl Menschen als Pferde gestellt, um ihn zu bewegen, damit ihn erstere mit Vernunft nach den Befehlen der Aufseher regierten, da Pferde allein manchmal stehen bleiben oder sich zu rasch bewegen. Unter dem Gerüste waren 12 Zimmerleute aufgestellt, welche fortwährend hölzerne und eiserne Keile unter den Obelisk zu schlagen hatten, einesteils um damit heben zu helfen, andernteils um ihn fortwährend zu unterstützen, so daß er niemals frei hing. Diese Zimmerleute trugen eiserne Helme auf dem Kopfe, um sie zu schützen, wenn ein Gegenstand von dem Gerüste herabfiel. Zur Beobachtung des Gerüstes, der Flaschenzüge und Verschnürungen daran bestimmte ich 30 Mann. An die drei Hebel gegen Westen (nach der Sakristei hin) stellte ich 35 Mann zur Bedienung und an die gegenüberliegenden zwei Hebel 18 Mann mit einem kleinen Handgöpel.«
»Nachdem von allen ein Paternoster und Ave Maria gesprochen war, gab ich dem Trompeter das Zeichen, und sobald sein Signal ertönte, begannen die 5 Hebel und 40 Göpel mit 907 Menschen und 75 Pferden zu arbeiten. Bei der ersten Bewegung schien es, als ob die Erde zittere, und das Gerüst krachte laut, indem sich alle Hölzer durch das Gewicht zusammendrückten, und der Obelisk, welcher um 44 cm gegen den Chor von St. Peter hin geneigt gewesen war, stellte sich senkrecht. Alsdann fuhr man fort und hob den Obelisken in 12 Bewegungen (Hitzen) um 60 cm, was genügte, um die Schleife darunter zu schieben und die metallenen Knäufe, worauf der Obelisk gestanden hatte, wegzunehmen. In dieser Höhe wurde daher angehalten und wurden die vier Ecken des Obelisken mit sehr starken Unterlaghölzern, hölzernen und eisernen Keilen unterschlagen. Und als dies um 22 Uhr desselben Tages geschehen war, wurde mit einigen Mörsern auf dem Gerüste das Signal gegeben und die ganze Artillerie gab mit lautem Donner das Zeichen der Freude.«