Leonardos selbstfahrender Wagen

Auf einen Blick

• ThemaLeonardos selbstfahrender Wagen
• Künstler und KontextLeonardo da Vinci (1452–1519) und die Renaissance
• EntstehungszeitSpäte 1470er- bis 1480er-Jahre
• AbbildungMuseumsrekonstruktion von Leonardos selbstfahrendem Wagen.

Inhalt

1. Was auf Folio 812r überliefert ist
2. Eine Maschine aus dem Zeitalter der Automaten
3. Woher kam die Antriebskraft?
4. Bewegung übertragen und regulieren
5. Was „programmierbar“ bedeutet
6. Wozu diente der Wagen wahrscheinlich?
7. Wie der Wagen rekonstruiert wurde
8. Warum er nicht das erste moderne Auto ist

Was auf Folio 812r überliefert ist

Der wichtigste Beleg ist Folio 812r des Codex Atlanticus in der Biblioteca Ambrosiana. Das Blatt trug früher die Nummer 296v-a und wird auch mit der älteren Nummer 152 in Verbindung gebracht. Die aktuelle Motus-Präsentation des Museo Galileo datiert es in Leonardos Mailänder Jahre zwischen 1478 und 1485. Diese Zeitspanne ordnet die Arbeit ein, ohne vorzugeben, der Tag oder auch nur das Jahr ihrer Entstehung sei bekannt. ^{[1] [2]}

Das Blatt zeigt zwei miteinander verwandte Anordnungen. In der ausführlichen Untersuchung für die Ausstellung des Museo Galileo von 2004 wird die erste als axonometrischer Vorentwurf gedeutet, die zweite als weiter ausgearbeitete Draufsicht. Zusammen zeigen sie ein niedriges Fahrgestell, große gezahnte oder mit Stiften besetzte Räder, federähnliche Teile, Zahnradtriebe und ein kleineres Rad zur Beeinflussung der Fahrtrichtung. Hinzu kommen einzelne Studien: eine Zahnstange, eine alternative Zahnstangenanordnung, eine über eine Schnur betätigte Bremse, ein schwenkbarer gebogener Hebel, ein blütenblattförmiger Nocken und eine zusätzliche Spannvorrichtung. ^[3]

Die vielen Einzelheiten ergeben noch keinen vollständigen Bauplan. Leonardo lieferte weder eine Montagefolge noch einen Maßstab, eine Materialliste oder eine durchgehende Erklärung der Funktionsweise. Einige Bauteile scheinen von den Hauptansichten getrennt. Andere überlagern sich oder lassen sich räumlich schwer deuten. Die beiden Anordnungen halten einen Entwicklungsprozess fest; sie sind keine zwei sauberen Projektionen eines endgültigen Entwurfs. Eine heutige Rekonstruktion muss dieses erkundende Blatt in einen einzigen dreidimensionalen Aufbau überführen. Jede solche Überführung enthält eigene Entscheidungen.

Die italienischen Bezeichnungen carro automotore und carro semovente werden häufig als selbstfahrender oder selbstbewegter Wagen übersetzt. Die Bezeichnung „Automobil“ kam erst viel später in der Deutung auf. Sie ist nur in ihrem weiten wörtlichen Sinn nützlich: etwas, das sich aus eigener Kraft bewegt. Im gewöhnlichen heutigen Sprachgebrauch legt sie ein Straßenfahrzeug, einen Fahrer, eine brauchbare Reichweite und eine eigenständige Transportfunktion nahe, die das Blatt nicht belegt.

Eine Maschine aus dem Zeitalter der Automaten

Selbstständige Bewegung war keine Erfindung des 15. Jahrhunderts. Antike Beschreibungen von Automatentheatern erklärten, wie verborgene Gewichte, Seile und drehende Teile Kulissen und Figuren bewegen konnten. Mechanische Uhren, Schlagfiguren und Festapparaturen boten mittelalterlichen und frühneuzeitlichen Betrachtern weitere Erfahrungen mit Bewegung, ohne dass sichtbar ein Mensch oder Tier den Gegenstand schob. In seiner historischen Zeittafel ordnet das Museo Galileo Heron von Alexandrias bewegliches Automatentheater und spätere selbstfahrende Entwürfe vor Leonardos Blatt ein. ^[2]

Das ist wichtig, weil nicht allein spätere Transportmittel einen sinnvollen Vergleich bieten. An Höfen schätzte man Maschinen, die technisches Wissen in eine Aufführung verwandelten. Eine Plattform konnte eine Figur, eine Kulisse oder einen anderen sichtbaren Effekt tragen. Sie konnte auf ein Zeichen hin starten, einen begrenzten Raum durchqueren und anhalten, bevor die Illusion ihre Wirkung verlor. Leonardo arbeitete in Hofkulturen, in denen Ingenieurwesen, Bühnentechnik und Zeremonie ineinandergriffen. Ein kleiner Energievorrat und ein vorgegebener Weg konnten dort wertvoller sein als Geschwindigkeit, Ausdauer oder ein bequemer Platz für einen Fahrer.

Kein Dokument verbindet den Wagen sicher mit einem namentlich bekannten Mailänder Fest. Ebenso wenig lässt er sich ohne Weiteres Leonardos mechanischem Löwen oder seinem gepanzerten Automaten zuordnen. Solche Verbindungen sind verlockend, weil die Geräte derselben weiten Welt eindrucksvoller Maschinen angehören; für dieses Folio sind sie jedoch nicht belegt. „Automatenplattform“ ist am besten als funktionale Deutung zu verstehen: Sie erklärt, weshalb eine kurze kontrollierte Fahrt und ein Start aus der Ferne nützlich gewesen wären, ohne eine darauf platzierte Figur oder ein anderes Objekt zu erfinden.

Woher kam die Antriebskraft?

Am auffälligsten sind in den Zeichnungen zwei gebogene Blattfedern. Frühe Deutungen des 20. Jahrhunderts sahen in ihnen naheliegenderweise die Antriebe. In der einflussreichen Rekonstruktion, die Giovanni Canestrini 1952 mit IBM Italia und Roberto Guatelli anfertigte, treiben die Federn die großen Stifträder an. Das Museo Leonardiano weist in seiner eigenen Beschreibung jedoch darauf hin, dass die für diese Funktionsweise nötigen Verbindungslinien dem Modell hinzugefügt wurden und in Leonardos Zeichnung fehlen. ^[4]

Dieses Modell prägte das Bild von Leonardos „Auto“. Ein verwandtes, lebensgroßes Deutungsmodell im nationalen Wissenschaftsmuseum in Mailand besitzt einen dreirädrigen Körper, ein weiteres Rad an einer langen Steuerstange, Blattfedern und Zahnstangengriffe. Holz, Eisen, Seile, Maße und das beträchtliche Gewicht machen eine mehrdeutige Skizze körperlich verständlich. Sie sind jedoch Eigenschaften eines in den 1950er-Jahren hergestellten Museumsmodells und keine Messwerte eines verlorenen Originals. ^[5]

Die Deutung der Blattfedern als Antrieb ist nicht verschwunden. In der aktuellen Motus-Präsentation des Museo Galileo liefern die Federn über das Getriebe die Energie; das hintere Rad und der Steuerhebel werden als Hinweise auf einen Fahrer verstanden. Demnach hätte die Vorrichtung nur wenige Meter zurücklegen können, genug für ein Hoffest oder eine Theateraufführung. ^[2] Diese Darstellung ist eine maßgebliche heutige Museumsinterpretation, unterscheidet sich aber von einer anderen bedeutenden Rekonstruktion aus derselben institutionellen Tradition.

Für die Florentiner Ausstellung von 2004 erstellten Forschende, gestützt auf Studien von Carlo Pedretti und Mark Rosheim, zunächst ein digitales Modell und danach eine funktionierende Version aus Holz. Unter den beiden waagerechten Zahnrädern platzierten sie zwei große gewundene oder spiralförmige Federn. In entgegengesetzte Richtungen aufgezogen, lieferten diese verdeckten Federn die gespeicherte Energie. Die auffälligen Blattfedern bekamen eine andere Aufgabe: Sie trieben nicht die Räder an, sondern gehörten zu einem Regulierungsmechanismus. ^{[6] [7]}

Diese Neuzuordnung löst einige optische und mechanische Probleme, bleibt jedoch eine Schlussfolgerung. Die versteckten Antriebe sind auf dem Folio nicht als vollständig eingebaute Federpaare mit sämtlichen Befestigungen dargestellt. Die Rekonstruktion fragt, welche Anordnung die gezeichneten Teile zusammen funktionsfähig macht. Ihr Erfolg zeigt, dass die Antwort mechanisch schlüssig ist, nicht aber, dass eine unsichtbare Ebene der Zeichnung zweifelsfrei wiedergewonnen wurde.

Bewegung übertragen und regulieren

In der Lösung von 2004 dreht jede der gewundenen Federn eines von zwei großen waagerechten Zahnrädern. Da diese ineinandergreifen, drehen sie sich in entgegengesetzte Richtungen. Über Paare von Winkelrädern gelangt ihre Bewegung zu kleineren Laternenrädern, deren Stäbe in die Stifte am inneren Rand der großen Laufräder greifen. So wird die in den Federn gespeicherte Energie in Radbewegung umgesetzt. ^[7]

Die paarweise Anordnung wird manchmal als Differenzial bezeichnet. Das ist hier irreführend. Ein modernes Fahrzeugdifferenzial lässt angetriebene Räder in einer Kurve mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen, während beide weiterhin Drehmoment erhalten. Die Rekonstruktion von 2004 nutzt dagegen gekoppelte waagerechte Zahnräder, um die beiden Seiten aufeinander abzustimmen und die Antriebsräder synchron zu halten. Die Laufräder können unabhängig auf ihren Achsen sitzen; das zentrale System erfüllt jedoch nicht die Funktion eines modernen Differenzials. ^[7]

Ungeregelte Federn würden ihre Energie ungleichmäßig abgeben. Der Wagen könnte ruckartig losschnellen, schnell langsamer werden oder Zähne und Wellen überlasten. Die Rekonstruktion deutet deshalb ein winkliges rotierendes Teil, das auf die gebogenen Federn trifft, als uhrwerkartige Hemmung. Eine Hemmung erzeugt keine Energie; sie teilt deren Abgabe in Schritte. Bei jedem Eingriff kann der Zahnradtrieb kontrolliert weiterlaufen. So wird das plötzliche Entspannen gedämpft und die Fahrt des Wagens gleichmäßiger. ^[8]

Der Vergleich mit einer Uhr betrifft die Funktion und behauptet nicht, jedes Teil entspreche einem üblichen Uhrwerk. Er macht eine zentrale Leistung der Zeichnung sichtbar: Leonardo dachte über das Verhalten eines Systems nach, nicht nur über Räder. Energiespeicherung, Übertragung, Taktung, Bremsen und Lenken müssen zusammenwirken. Ein Wagen mit einer starken Feder, deren Kraft sich nicht beherrschen lässt, ist weniger nützlich als einer, dessen kleinere Energiereserve vorhersehbar freigegeben werden kann.

Die Modelle der 1950er-Jahre und von 2004 verteilen diese Aufgaben unterschiedlich. Im einen sind die sichtbaren Blattfedern die Antriebe, und zusätzliche Verbindungen leiten ihre Kraft weiter. Im anderen treiben verdeckte Spiralfedern den Wagen an, während die Blattfedern die Energieabgabe regulieren. Der Widerspruch ist historisch aufschlussreich. Er zeigt, wie eine Zeichnung eine verständliche mechanische Absicht bewahren kann, obwohl der genaue Aufbau der Maschine offenbleibt.

Was „programmierbar“ bedeutet

Die Rekonstruktion von 2004 gibt dem Wagen außerdem eine voreingestellte Lenkung. Blütenblattförmige Nocken lassen sich an einem waagerechten Zahnrad befestigen. Während es sich dreht, drückt jeder Nocken gegen einen gebogenen schwenkbaren Hebel. Diese Bewegung wirkt auf das seitlich versetzte Lenkrad und ändert die Fahrtrichtung. Ohne Nocken fährt das Modell geradeaus. An ausgewählten Stellen angebrachte Nocken lösen aufeinanderfolgende Lenkbewegungen aus; ihre Zahl und Position verändern die entstehende Kurve. ^[9]

Darauf beruht die Bezeichnung der Maschine als programmierbar. Das Wort muss jedoch eng verstanden werden. Vor dem Start wählt eine Person durch das Anbringen mechanischer Anschläge oder Nocken eine körperlich festgelegte Abfolge. Während der Fahrt trifft das rotierende Zahnrad nacheinander auf sie. Der Wagen berechnet keine Route, erkennt keine Hindernisse, korrigiert seine Position nicht und erhält keine neuen Anweisungen. Sein „Programm“ ähnelt eher der geformten Walze eines Musikautomaten als Software.

Eine solche Voreinstellung wäre dennoch bemerkenswert gewesen. Sie trennt die sichtbare Bewegung von einem Menschen, der das Gerät fortwährend lenkt. Außerdem macht sie eine Vorführung wiederholbar: Die Maschine kann hinter der Bühne vorbereitet und auf eine gewählte gerade oder gebogene Strecke geschickt werden. Doch auch diese Rekonstruktion hängt von Entscheidungen über Nockenform, Hebelwirkung und Verbindung ab. Das Folio liefert Anhaltspunkte; das Modell stellt zwischen ihnen einen vollständig funktionierenden Zusammenhang her.

Ein weiteres Teil ermöglicht das Startsignal. Im Modell von 2004 sperrt ein Schieber die beiden ineinandergreifenden waagerechten Zahnräder, nachdem die Federn gespannt wurden. Eine Schnur zieht den Schieber heraus und gibt den Mechanismus aus der Ferne frei. ^[10] Das hat einen offensichtlichen Bühnenwert. Der Gegenstand kann sich in Bewegung setzen, ohne dass am Fahrgestell eine Hand sichtbar ist, und wirkt dadurch eigenständig. Dies stützt eine Deutung als Vorführapparat, belegt aber keine bestimmte Aufführung.

Wozu diente der Wagen wahrscheinlich?

Sein wahrscheinlicher Zweck ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Möglichkeiten und Grenzen. Federkraft ist endlich. Die Schätzung von nur wenigen Metern in der Motus-Präsentation hängt von Maßstab, Belastung und Federwahl jener Rekonstruktion ab. Sie darf daher nicht als gemessene Reichweite von Leonardos Maschine ausgegeben werden. Gleichwohl veranschaulicht sie die Größenordnung des möglichen Einsatzes: eine kurze kontrollierte Fahrt statt einer Reise zwischen Städten. ^[2]

In der gegenwärtigen Motus-Deutung ist ein Fahrer denkbar, weil sie das hintere Lenkrad und einen Hebel als Steuerplatz versteht. Andere Rekonstruktionen bieten weder einen praktikablen Platz noch einen Grund für einen Fahrer. Keine der Deutungen macht die Maschine zu einem persönlichen Verkehrsmittel. Ein Mensch als Passagier würde die knappe Energie beanspruchen und die Balance erschweren. Eine leichte Figur, ein Requisit oder eine leere Plattform könnten dieselbe Bewegung in einem Saal oder Hof wirksamer nutzen.

Ein höfisches Schauspiel bietet daher den überzeugendsten Zusammenhang. Die Bremse lässt sich auf ein Zeichen lösen, der Mechanismus kann einer vorgegebenen Kurve folgen, und verborgene Kraft kann einen Gegenstand belebt erscheinen lassen. Das erklärt auch, weshalb Leonardo an gleichmäßiger Bewegung mehr gelegen haben könnte als an Reichweite. Ein ruckartiger Start könnte den Mechanismus verraten oder die Ladung umwerfen; ein sanfter, überraschender Auftritt verwandelte technische Kontrolle in Theater.

Andere Verwendungen sind nicht allein deshalb auszuschließen, weil sie weniger überzeugen. Das Blatt könnte ein allgemeines mechanisches Problem untersuchen oder eine Grundlage für Versuche sein. Es muss überhaupt keinen beauftragten Gegenstand festhalten. Die angemessene Schlussfolgerung bleibt eine Wahrscheinlichkeitsaussage: Ein Theaterautomat oder eine bewegliche Bühnenplattform passt besser zu den rekonstruierten Funktionen als ein Straßenfahrzeug, doch kein überlieferter Bericht entscheidet die Frage endgültig.

Wie der Wagen rekonstruiert wurde

Der heute vertraute Gegenstand entstand durch aufeinanderfolgende Deutungen. Girolamo Calvi machte 1905 auf das Folio aufmerksam. Guido Semenzas Interpretation von 1928 verbreitete dann nachdrücklich den Vergleich mit einem Automobil, und 1936 nannte Calvi es einprägsam „Leonardos Fiat“. Diese Bezeichnungen erklärten einen Mechanismus nicht nur für moderne Leser: Sie rahmten ihn durch Italiens weithin sichtbare Autoindustrie und die Suche nach technischen Vorläufern. ^{[11] [13]}

Diese Suche hatte einen politischen Hintergrund. Giovanni Canestrinis Konstruktionszeichnungen führten zu einem Modell, das 1939 in Mailand auf der Mostra di Leonardo da Vinci e delle invenzioni italiane ausgestellt wurde. Das Museo Galileo benennt in seiner Geschichte der Rekonstruktion das nationalistische Ziel der Ausstellung unter dem Faschismus: Italien sollte wissenschaftlichen Vorrang für sich beanspruchen. Der universale Erfinder bot dafür ein wirkmächtiges kulturelles Sinnbild; der Wagen konnte zugleich als Automobil und als frühes Differenzial gelten. Dieser Kontext widerlegt Canestrinis Mechanik nicht von sich aus. Er erklärt, weshalb Prioritätsansprüche und die Identität als modernes Verkehrsmittel besonders reizvoll waren und weshalb die Deutungszusätze des Modells die Autorität eines Leonardo-Entwurfs gewinnen konnten. ^[13]

Technische Rekonstruktionen der folgenden Jahrzehnte entwickelten den Blattfederantrieb weiter, bis hin zu Museumsmodellen, die mit Canestrini und Guatelli verbunden sind. Sie gaben der Zeichnung Körperlichkeit und öffentliche Sichtbarkeit, mussten ihr aber zwangsläufig Struktur hinzufügen. ^{[4] [5] [11]}

Seit den 1970er-Jahren prüfte Pedretti das Blatt erneut im Zusammenhang mit Leonardos Automaten und höfischen Aufführungen. Rosheim entwickelte später eine zusammenhängende Deutung als programmierbare Plattform und stellte Verbindungen zu einer umfassenderen Geschichte von Leonardos robotischen Mechanismen her. Seine Arbeit ist technisch einflussreich. Stärkere Verlagsbehauptungen, die Vorrichtung sei das erste selbstfahrende Fahrzeug oder die direkte Plattform bestimmter verlorener Roboter gewesen, gehen jedoch über das hinaus, was dieses Folio allein belegen kann. ^[12]

Das Projekt des Museo Galileo von 2004 nutzte dreidimensionale Modellierung, um Zahnteilung, Raddurchmesser, Kraftlinien, Übertragung, Regulierung und Lenkung zu prüfen, bevor ein hölzerner Prototyp gebaut wurde. Laut dem Ausstellungsbericht funktionierte der körperliche Mechanismus beim ersten Versuch. ^[6] Das ist ein bedeutsamer Befund für die Rekonstruktion. Die ergänzten Maße und Verbindungen erzeugten nicht bloß eine überzeugende Animation, sondern eine bewegungsfähige Maschine.

Ein funktionierender Nachbau schränkt mögliche Deutungen ein, hebt sie aber nicht auf. Viele unvollständige historische Entwürfe lassen sich auf mehr als eine Weise funktionsfähig machen, wenn erfahrene Erbauer Maße, Toleranzen und Materialien bestimmen. Ein erfolgreicher Nachbau beweist, dass eine vorgeschlagene Anordnung mechanisch möglich ist. Er kann nicht beweisen, dass Leonardo dieselben verborgenen Federn wählte, eine lebensgroße Version baute oder sie in Bewegung sah.

Der bis heute bestehende Unterschied zwischen der aktuellen Motus-Präsentation und dem Projekt von 2004 macht diese Grenze besonders deutlich. Eine institutionelle Darstellung hält an angetriebenen Blattfedern und einer möglichen Steuerung an Bord fest; die andere setzt gewundene Antriebsfedern unter die Zahnräder und betont voreingestellte Nocken und Fernauslösung. Statt eine davon als wiedergewonnene endgültige Lösung Leonardos auszugeben, erlaubt die Handschriftenlage ein abgestuftes Urteil. Das Blatt enthält eine anspruchsvolle Gruppe von Ideen; die Modelle legen die zusätzlichen Entscheidungen offen, die nötig sind, um daraus einen Gegenstand zu machen.

Warum er nicht das erste moderne Auto ist

Wer den Wagen das erste Automobil nennt, vermischt verschiedene Bedeutungen des Selbstantriebs. Bewegliche Automaten gab es lange vor Leonardo. Seinem Wagen fehlen eine dauerhafte Energieversorgung, eine brauchbare Reichweite auf Straßen, eine Einrichtung für Fahrgäste, ein belegter Transportzweck und eine Entwicklungslinie zu späteren Kraftfahrzeugen. Es gibt keinen Beleg für eine Fertigung oder einen Einfluss auf jene Techniken, aus denen das moderne Auto entstand. ^[2]

Die Behauptung lenkt den Blick außerdem vom Entwurf auf die Frage nach dem Ersten. Bemerkenswert an Folio 812r ist nicht, dass eine Skizze der Renaissance einem primitiven Auto ähneln kann. Bemerkenswert ist der Versuch, Energiespeicherung, kontrollierte Freigabe, Übertragung, Lenkung und Start in einem beweglichen Mechanismus aufeinander abzustimmen. Diese Probleme gehören gleichermaßen zur Geschichte von Automaten, Uhren, Maschinen und Fahrzeugen.

In diesem weiteren mechanischen Zusammenhang verliert der Wagen nichts von seinem Interesse; er lässt sich genauer verstehen. Leonardo erforschte, wie eine Maschine eine eigene, zeitlich begrenzte Bewegungsquelle mitführen, ihre Kraftabgabe regulieren und einen vorbereiteten Weg ausführen könnte. Moderne Rekonstruktionen zeigen plausible Wege, diese Ziele zu verbinden, und ihre Unterschiede verdeutlichen, wo die Zeichnung endet. Die bleibende Leistung ist eine konzentrierte Untersuchung kontrollierter Bewegung, kein um vier Jahrhunderte vorverlegtes Kraftfahrzeug.

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• Leonardos Katapultentwürfe
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Häufige Fragen

Quellen

1. Museo Galileo, Leonardo//thek@, Objektbeschreibung zu Folio 812r des Codex Atlanticus. Quelle aufrufen
2. Museo Galileo, Motus, „Leonardo da Vinci's Self-Propelled Cart“. Quelle aufrufen
3. Museo Galileo/IMSS, „Anatomy of the drawing“, interaktive Rekonstruktion von 2004. Quelle aufrufen
4. Museo Leonardiano di Vinci, „The self-moving carriage (1952)“. Quelle aufrufen
5. Museo Nazionale Scienza e Tecnologia Leonardo da Vinci, Objektbeschreibung zum Modell Carro automotore. Quelle aufrufen
6. Museo Galileo, „L'‘automobile’ di Leonardo“, Beschreibung der Ausstellung und des Rekonstruktionsprojekts von 2004. Quelle aufrufen
7. Museo Galileo/IMSS, digitale Rekonstruktion von 2004: gekoppelte waagerechte Zahnräder und Kraftübertragung. Quelle aufrufen
8. Museo Galileo/IMSS, digitale Rekonstruktion von 2004: Abschnitt über die Hemmung. Quelle aufrufen
9. Museo Galileo/IMSS, digitale Rekonstruktion von 2004: Abschnitt über die programmierbare Lenkung. Quelle aufrufen
10. Museo Galileo/IMSS, digitale Rekonstruktion von 2004: Abschnitt über die Fernauslösung der Bremse. Quelle aufrufen
11. Museo Galileo/IMSS, „Interpretations“, historische Abfolge der Deutungen. Quelle aufrufen
12. Mark E. Rosheim, Leonardo's Lost Robots (Springer, 2006). Quelle aufrufen
13. Museo Galileo/IMSS, „L'‘automobile’ di Leonardo: la tradizione storiografica“. Quelle aufrufen

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