Referat Leonardo der Erfinder - Einführung Leonardo der Erfinder

Leonardo der Erfinder

Einführung Leonardo der Erfinder

Fast fünf Jahrhunderte sind vergangen, seitdem Leonardo seine Ideen und Entwürfe für Maschinen aufzeichnete, die helfen sollten, die vielen Aufgaben zu erleichtern, die in seiner Umgebung zu bewältigen waren. Sein oberstes Ziel war, unter Einhaltung von Gleichförmigkeit und Präzision die Arbeit schneller und leichter durchzuführen

Sein Spektrum reichte von Maschinen die die Arbeit erleichtern über zukunftsweisende Wasser- und Landfahrzeuge bis zu tödlichen Waffen. Ein Grossteil von Leonardo Forschungen auf dem Gebiet des Maschinenbaus und des Militärwesens ist in den umfangreichen Sammlungen der Codices Atlanticus und Madrid I enthalten

Leonardo war ungefähr dreißig Jahre alt, als er den Brief an Lodovico Sforza verfasste, in dem er ihm seine Dienste und seine vielfältigen Talente anbot. Die Aufzählung der etwa sechsunddreißig verschiedenen Fertigkeiten, die er dem Herzog zur Verfügung stellte, kann als Maßstab für Leonardos Interessen zu jener Zeit gelten

Schon allein diese Tatsache gibt uns einen Eindruck von Leonardos breit gefächerten Interessen zum damaligen Zeitpunkt. Die Werkstatt des Verrocchio, in der Leonardo arbeite, beschäftigte sich nicht mit militärischen Angelegenheiten. Man muss daher annehmen, dass Leonardos Interesse für militärische Probleme durch seine Beschäftigung mit dem Ingenieurwesen und der Mechanik geweckt wurde, und ihn zum Beispiel die Aufgabe reizte, die Schusskraft von Feuerwaffen zu erhöhen und neue Kombinationen von Maschinen und Waffen zu entwickeln. Sein Interesse für die Erhöhung der Wirksamkeit der Maschinen geht aus einer Notiz hervor:" Die Wissenschaft von den Werkzeugen und der Mechanik ist die edelste und vor allen anderen die nützlichste, da man sieht, wie durch ihr Vermögen alle belebten und in Bewegung befindlichen Körper alle ihre Tätigkeiten durchführen, und der Ursprung dieser Bewegungen liegt im Zentrum ihrer Schwere. .

Leonardos Begeisterung für die Erfindungen der mechanischen Künste lässt sich nur als Reaktion auf ihren Nutzen, auf die gleichmäßige Wirkung der in ihren zur Anwendung kommenden Naturgesetzen und auf die unveränderliche Beständigkeit ihres Verhaltens verstehen: Anders als die Menschen in seiner Umgebung erfüllten die Maschinen ihre Aufgaben ohne Gefühle, Eitelkeit oder fremde Beeinflussung. Er wollte durch Experimente mit einfachen Maschinenelementen universale Gesetze aufdecken und war bestrebt möglichst alles in quantitativen Verhältnissen auszudrücken.

Wenn Leonardo für ein Problem eine mechanische Lösung gefunden hatte, skizzierte Leonardo die Einzelteile und das Ganze, notierte die Arbeitsvorgänge, legte fest, wo noch weitere Aspekte näher zu untersuchen waren, und wandte sich dann anderen Problemen zu. Doch keine genügte Leonardo. Immer wieder entwickelte er neue Vorrichtungen, um dieselbe Aufgabe durch andere Teile oder andere Kombinationen von Teilen zu bewältigen. Man denke zum Beispiel an seine Suche nach einem Verfahren zur Umsetzung der geradlinigen Hin- und Herbewegung in eine kreisförmige Bewegung, eine grundlegende Voraussetzung für alle Maschinenkonstruktionen. Leonardo zeichnete zahlreiche Vorrichtungen, um dieses Ziel zu erreichen, doch nie gab er sich mit der gefundenen Lösungen zufrieden. Die meisten der von Leonardo entwickelten neuartigen Vorrichtungen gehören in den Bereich der Maschinen- und Waffenkonstruktion für den Landeinsatz. Leonardo hinterließ eine überwältigende Zahl an Zeichnungen zu militärischen

Geräten. Er lebte in einer Zeit des Übergangs, in der die Armeen von Armbrustschützen und gepanzerten Reitern den Kanonieren wichen.

.      Flugwesen

Der Traum vom Fliegen ist möglicherweise schon so alt wie die Menschheit selber, doch niemand zuvor hat es geschafft, solch überzeugende und durchdachte Entwürfe zu zeichnen, wie Leonardo da Vinci. Oft, wenn er sich alleine fühlte, zum Entspannen oder auch um sich Anregungen für seine Malereien oder Ingenieurskunst zu holen, ging er hinaus in die Natur. Dort beobachtete und studierte er auch genau den Flug der Vögel. Diese Idee kam ihm höchstwahrscheinlich ca. 1480 und seine Forschungen und Weiterentwicklungen zogen sich mit Unterbrechungen durch sein ganzes Leben. Er war sicherlich nicht der Erste, der sich über das Fliegen Gedanken gemacht hat, manche behaupten auch, er habe nur die Zeichnungen und Skizzen anderer Künstler und Erfinder die er teilweise in Werkstätten oder Lagern gefunden hat, kopiert. Diese Behauptung ist natürlich schlecht zu widerlegen und selbst wenn sie wahr ist, ist dies für Leonardo keine Schande. Wenn wir mal betrachten, was zu dieser Zeit vor ihm zum Thema Flug erfunden und gezeichnet wurde, dann stellen wir fest, dass sie sehr wohl die Idee zum Fliegen hatten, sich aber nicht genügend mit ihrer Idee auseinandersetzten. Leonardo war also der Erste, der sich tiefer mit dieser Art von Fortbewegung befasste. Die Idee hat er evt. von anderen Künstlern bernommen, doch seine Anregungen zur Verwirklichung dieser holte er sich aus der Natur. So versuchte er den Vogelflug zu kopieren. Seine Studien befassten sich jedoch nicht nur mit den Vögeln, er beobachtete sehr wohl auch andere fliegende Geschöpfe, wie z.B. die Libellen und Fledermäuse. Inspiriert von ihnen stellte er seine ersten Zeichnungen zum sog. Ornithopter fertig. "Ein Ornithopter ist ein Schwingflügler Flugzeug, das sich durch Bewegung der Tragflächen fortbewegt." Diese Zeichnungen wurden über Jahre hinweg von ihm verfeinert und verbessert. Was ihn seinen Vorgängern gegenüber hervorhebt. Das Prinzip bleibt aber gleich und soll wie folgt funktionieren: Der Mensch der in der Mitte des Fluggerätes befestigt wird, bewegt mit seinen Füßen ein Pedal, das über Umlenkungen und evtl. mit Hilfe einer bersetzung die Flügel nach unten schlagen lässt. Durch eine hnliche Vorrichtung und mit Hilfe der Armbewegung sollen sich die Flügel wieder nach oben bewegen. Das größte Problem, welches auch von Leonardo festgestellt wurde, war die entsprechende Aufwendung der nötigen Kraft, um dieses schwere Gerät, samt des "Piloten" in der Luft zu halten, bzw. überhaupt abheben zu lassen.

Später entwickelte er eine Flugmaschine, die auf dem Prinzip des Gleitflugs funktioniert. Er wollte eine Maschine entwerfen, die der Luft gen gend Widerstand mit Hilfe einer dementsprechenden großen Fläche bietet. Ein entsprechendes Zitat vom Meister persönlich zeigt den Enthusiasmus, mit welchem er dieses Projekt angegangen ist, bzw. wie sehr er vom Fliegen geträumt hat. Es wird seinen ersten Flug nehmen der große Vogel vom Rücken des riesigen Schwanenhügels (bei Florenz) aus, das Universum mit Verblüffung, alle Schriften mit seinem Ruhme füllen, und ewige Glorie wird sein Neste, wo er geboren ward." Seine Flugobjekte wurden niemals realisiert. Wenn er auch damals aus Sicherheitsgründen einen Testflug über einer Wasseroberfläche empfahl, so war er sich der Flugtauglichkeit selbst nicht sicher. Seine Leistungen für die folgende Pionierarbeit auf dem Sektor des Fluges sind sehr fraglich, da zum einen seine Zeichnungen erst später wieder aufgefunden wurden, als andere die Flugtechnik schon verbessert hatten. Doch was unbestreitbar ist, ist der Erfolg seiner vielen Nebenerfindungen, die er zu seinen Flugapperaten entworfen hat, wie z.B. einen Flughöhenmesser, Windgeschwindigkeitsmesser und verschiedene Arten von Kraftumlenkungsgelenken.

Ihm wird auch nachgesagt, das erste Modell eines Hubschraubers erfunden zu haben.

Jedoch ist zu vermuten, dass Leonardo dieses Objekt, das von 4 M nnern in Bewegung gesetzt wird, eher entworfen hat, um die Wirkung von Schrauben zu untersuchen.

_{Das einzige "Flugobjekt" welches Leonardo entworfen hat und welches auch tatsächlich zum}

Fliegen, bzw. zum Gleiten taugt, ist sein Fallschirm.

Da er sich viele Gedanken über das Fliegen gemacht hatte, dachte er auch darüber nach, aus beliebiger Höhe z.B. von einem Turm oder hohen Berg abzuspringen ohne körperlichen Schaden zu nehmen. So entwarf er nach gründlichen Überlegungen seinen Fallschirm. Bei seinen Aufzeichnungen ist vermerkt: "Wenn ein Mensch ein Zeltdach aus abgedichteter Leinwand, das 12

Ellen breit und 12 Ellen hoch sein soll, über sich hat, so wird er aus jeder noch so großen Höhe herabstürzen können, ohne Schaden zu nehmen." Interessant finde ich daran, dass sich ein Brite, trotz der Tatsache, dass ihm Fachleute davon abrieten, getraut hat, dieses Ding nachzubauen und es erfolgreich zu testen.

Adrian Nicholas 3 , britischer Fallschirmspringer, hat nach einem Pressebericht den Beweis dafür erbracht, dass Leonardo da Vinci im Jahre 1485 den ersten funktionstüchtigen Fallschirm erfunden hat. Nicholas und Freundin Katarina Ollikainen bauten den pyramidenförmigen Entwurf des italienischen Alleskönners aus Segeltuch und Pinienpfählen nach. Fachleute nannten das Gebilde flugunfähig und rieten Nicholas dringend von dem Versuch ab. Doch der Londoner bewies das Gegenteil. Über Südafrika sprang er in über 3000 Meter Höhe mit dem Leonardo Fallschirm aus einem Ballon ab. Ganz sanft glitt ich abwärts, ohne Wackeln und Drehen, berichtete er anschliesend.

Leonardos Traum vom Fliegen war für die damalige Zeit revolutionär, wobei seine Forschungen dazu leider nicht revolution r waren. Erstens wurden sie zu sp t wieder entdeckt, dass jemand aus seinen Studien hätte profitieren können und zweitens ist der Flug von Ornithopter trotz Hilfe neuester Technik unrealistisch. Der Grund, weshalb sich Ornithopter im bemannten Flug bisher nicht durchsetzen konnten, liegt besonders darin, dass der Rumpf auf Grund der Flügelbewegungen mitschwingt. Außerdem ist der Wirkungsgrad gegenüber einem konventionellen Flugzeug bedingt durch den starken Anstellwinkel geringer."

Wasser und Landfahrzeuge

Ein sehr wichtiges Kapitel seiner Erfindungen ist ganz gewiss das, in dem er sich mit der Konstruktion von Wasser- und Landfahrzeugen befasst. Die Wasserfahrzeuge muss man generell in zwei Bereichen unterteilen, zum einen in den Bereich der Maschinen deren Aufgabe es ist, dass Flussbett auszuheben oder zu verbreitern, zum andern entwickelte Leonardo am Antrieben für Boote. Leonardo entwarf verschiedenartige Baggermaschinen, mit denen man Schlick und Schlamm aus Kanälen und befahrbaren Flüssen gebaggert werden konnte. Dieses "Gerät zum Ausheben der Erde" ist zwischen zwei Lastkähnen montiert, die ihm, hnlich wie bei einem Katamaran neuer Zeit, Standfestigkeit geben. Das Zahnrad wird durch eine Kurbel oder Winde an der Achse gedreht. Um dieses Zahnrad sind vier Schaufeln angeordnet, die nacheinander eine Ladung Schlamm aufnehmen, Weiterbefördern und schließlich in einen Lastkahn kippen. Durch einen Pfahl wird der Schwimmbagger an seinem Standort gehalten und können zur nächsten Einsatzstelle versetzt werden.

Eine weitere Zeichnung ist die eines Hafenbaggers deren Aufgabe es ist in großen Tiefen das Erdreich auszuheben. Das ausbaggern der Hafenanlagen, für die Hochseeschiffe die teilweiße einen Tiefgang bis zu 5 m haben konnten, war besonders wichtig für das fast gezeitenlose Mittelmeer.

Der lange Bagger war mit zahlreichen Ankern ausgestattet, durch die er im Grund verankert wurde, damit er der Zugkraft eines großen kastenartigen Baggereimers standhielt. An seiner offenen Vorderseite war der Eimer mit Zinken bestückt, die an Pflugscharen und Messer erinnern, und die Rückseite war mit löchern versehen, so dass das Wasser hindurchfließen konnte. Der so genannte Pflug wurde nun über die Stelle gezogen, von welcher der Schlamm abgetragen werden sollte. Mit der linken Ankerwinde des Baggers wurde der Pflug bis unter die zweite Ankerwinde gezogen, die den Pflug aus dem Wasser hochzog, so dass seine Ladung in einen Lastkahn gekippt werden konnte.

Abb. 28

Gerade auf einem Gebiet wie dem Schiffsantrieb musste Leonardo das Fehlen eines leicht regelbaren Antriebes als besonders nachteilig empfinden. Alternativen zur Muskel-, Wind- oder Wasserkraft waren für ihn nicht wirklich vorstellbar, und deshalb suchte er nach Möglichkeiten, sie besser nutzbar zu machen. Es war von strategisch weitreichender Bedeutung, wenn sich ein Boot unabhängig vom Wind fortbewegen könnte. Im Codex Atlanticus und Manuskript B finden sich zahlreiche Entwürfe für Boote

mit mechanischem Antrieb. Diese zwischen 1 95 und 1500 entstandene Zeichnung beweist, dass Leonardo Militäringenieure wie Taccola, Valturio und Francesco di Giorgio, um einige zu nennen, die alle in ihren militärischen Handschriften Boote mit Schaufelradantrieb darstellen, weit hinter sich gelassen hatte.Das hier dargestellte Schaufelradboot, dass durch eine Kurbel angetrieben wird, gehört zu einer ganzen Reihe hnlicher  Zeichnungen, die auf ein Blatt im Codex Atlanticus skizziert sind. Die Schaufelräder werden durch eine Innenbord Kurbel in Gang gesetzt, die mit einem großen Schwungrad verbunden ist, um die Todpunkte des Kurbeltriebes leicht zu überwinden. Da das Schwungrad eindeutig das Boot in der Mitte teilt, wäre das andere Schaufelrad durch eine zweite Kurbel anzutreiben. Durch das zwischen Kurbel und Schaufelradachse gesetzte Getriebe erreicht man, dass sich das Schaufelrad schneller dreht als die Kurbel. Dieses Getriebe ist deutlich in der Nachbildung eines solchen Bootes ohne das Schwungrad zu sehen.

Auf einem andern Blatt im Codex Atlanticus zeichnete Leonardo einen sinnreichen Mechanismus, um eine hin- und hergehende Bewegung in eine Kreisbewegung umzusetzen: eine Ankerwinde wird durch Hin- und Herbewegen eines Hebels gedreht. Dieser Mechanismus wurde beim dieses großen Bootes angewandt, um die Schaufelräder durch zwei Tretvorrichtungen in Gang zu setzen. Durch das Auf- und Niedertreten der Pedale setzt sich der um die mittlere Walze führende Riemen in Bewegung, und indem das Walzgetriebe in die Zahnräder greift, werden die Schaufeln angetrieben.

Ein in die Zahnräder eingebaute Speere sorgt dafür, dass sich die Schaufeln immer in der gleichen

Richtung bewegen. Versehen mit einer Steuereinrichtung, wäre ein Boot dieses Antriebssystems bei einem Seegefecht von Vorteil gewesen, da man es unabhängig vom Wind einsetzen konnte. Ohne Kenntnis einer neuen Primärkraft ist dies praktisch das Außerste, was Leonardo mit seinen Kenntnissen der Mechanik beim Schiffsantrieb möglich war.

Auch auf dem Gebiet der Landfahrzeuge setzte Leonardo Maßstäbe. Er wurde immer von einem Gedanken angetrieben, neue Fahrzeuge zu entwickeln oder bestehende Fahrzeuge so zu verbessern, um den Arbeitsaufwand zu erleichtern oder ganz neue Wege zu gehen. Ein erstaunlicher

Durchbruch in Leonardos Denken offenbart sich in dem Entwurf eines Wagens mit Eigenantrieb. Es handelt sich um einen leichten Karren, der nach Art des Dreirades drei Räder unter dem Wagenkasten besitzt, ein weiteres Rad ist dem Wagen vorangestellt, es dient der Steuerung mittels Steuerknüppel. Das eigentliche Neue gegenüber vielen andern Zeichnungen von Fahrzeugen in seinen Manuskripten ist sein Antriebssystem: wie beim modernen Federwerk ist die zur Bewegung erforderliche Kraft im Wagen selbst gespeichert. Durch die in einem Federantriebssystem gespeicherte Energie konnte sich das Fahrzeug ohne Muskelkraft bewegen. Obwohl es wie ein Vorläufer des Automobils anmutet, war es eigentlich für militärische Zwecke konzipiert, da es sich ohne Pferde bewegen konnte, die im Kampf leicht verwundbar waren