Die Technik in der Renaissance

Die Technik in der Renaissance machte gegenüber der Technik im Mittelalter große Fortschritte beim Buchdruck und verschiedenen Messgeräten. Aus den Burgen entwickelten sich Festungen und Schlösser, Feuerwaffen kamen im Militär auf und im Bergbau wurden zahllose Entwicklungen gemacht. Für die Bereiche Metallerzeugung und -verarbeitung, Energietechnik oder Textiltechnik siehe Technik in der Industrialisierung.

Erfindungen in der Wende vom Mittelalter zur Neuzeit

Gegen Ende des Mittelalters gab es einige wichtige Erfindungen die bedeutenden Einfluss auf die Neuzeit hatten. Es handelt sich dabei um den Buchdruck von Gutenberg, die mechanischen Räderuhren und das Schießpulver.

Buchdruck


Buchdruck im 16. Jahrhundert

Im Mittelalter wurden zahlreiche Bücher von Mönchen per Hand abgeschrieben um sie zu vervielfältigen. Außerdem waren Drucktechniken bekannt, bei denen eine ganze Seite in ein Holz oder Metall geritzt wurde. Johannes Gutenberg kam in der Mitte des 15. Jahrhunderts auf die Idee, einzelne Buchstaben als Negativ zu gießen und zu Seiten zusammenzufügen. Damit konnte man sehr viel schneller neue Bücher drucken, da man nicht erst aufwändig Druckformen für ganze Seiten fertigen musste. Zu Beginn der Renaissance wurden so zahlreiche Bücher in großen Mengen gedruckt. Zunächst die Bibel, bald auch wissenschaftliche Literatur der antiken Autoren oder neue Bücher. Außerdem konnte man Flugblätter und Zeitungen drucken, was den Beginn der Massenkommunikation bildet.[1]
Mechanische Räderuhren
→ Hauptartikel: Räderuhr

Die ersten mechanischen Räderuhren entstanden im 14. Jahrhundert. Im Inneren der Uhren bewegte ein Gewicht oder später eine Feder Zahnräder und dadurch die Zeiger. Diese Bewegung wurde von der sogenannten Hemmung, die von einem Pendel bewegt wurde, periodisch unterbrochen. Auf dem Gebiet der Uhrentechnik kam es zu einem Wechselspiel von Wissenschaft und Technik. In der Wissenschaft wurden Uhren in Experimenten benötigt, beispielsweise auf dem Gebiet der Dynamik. Andererseits widmeten sich auch zahlreiche Wissenschaftler den Uhren. Christiaan Huygens beispielsweise konnte zeigen, dass die Schwingungsdauer eines Pendels vom Ausschlag unabhängig ist, falls es sich auf einer Zykloiden bewegt, und konnte auch eine Uhr bauen, die dies umsetzte.[2][3]
Bergbau

Zwischen der Mitte des 15. und Mitte des 16. Jahrhunderts wurden im Bergbau zahlreiche technische Neuerungen eingeführt, von denen die meisten aus Deutschland stammten. Im 16. Jahrhundert wurden sie unter anderem von Georgius Agricola und Biringuccio schriftlich festgehalten, sodass der damalige Stand der Technik sehr gut belegt ist. Der Abbau der Gesteine geschah noch mit den gleichen Methoden und Werkzeugen wie in Antike und Mittelalter. Beim Feuersetzen wurde das Gestein zunächst durch Feuer erhitzt und mit Wasser abgeschreckt und anschließend mit Hammer, Hacke und Meißel abgebaut.[4][5]
Abbau und Wasserhaltung

Neu in der Renaissance war der Schwinghammer, ein langer mit beiden Händen benutzter Hammer mit einem flexiblen Schaft, der die Gefahr des Abprallens verminderte. Im 17. Jahrhundert nutzte man auch Schwarzpulver für Sprengungen. Ein großes Problem im Bergbau bereits seit der Antike war das einsickernde Grubenwasser. In der Antike nutze man dazu archimedische Schrauben, die von Sklaven bedient wurden. Am Ende des Mittelalters nutzte man dazu Ledereimer und Schöpfräder, die nun von Becherwerken abgelöst wurden, die mit Wasserrädern, Treträdern oder Göpeln angetrieben wurden. Alternativ wurden Bulgen eingesetzt, große lederne Gefäße, die mit Winden aus den Gruben gezogen wurden. Neu waren auch die Kehrräder, Wasserräder, die ihre Laufrichtung ändern konnten, um Lasten ohne kompliziertes Getriebe sowohl zu heben als auch zu senken. Eine weitere neue Methode war die Verwendung von Saugpumpen. Während am Ende des Mittelalters einige Bergwerke geschlossen werden mussten, weil man mit mehreren hundert Mann mit Eimern nicht in der Lage war, die Stollen zu entwässern, konnte man nun mit nur wenigen Maschinisten abgesoffene Bergwerke wieder in Betrieb nehmen. Dafür waren jedoch größere finanzielle Investitionen in die Maschinen nötig. Als man in immer größere Tiefen vorstieß, rissen die Seile öfter, was unter anderem für Da Vinci Anlass war, sie erstmals wissenschaftlich zu untersuchen. So entstanden Begriffe wie Belastbarkeit und Festigkeit oder die Reißlänge, die die Länge angibt, bei der ein Seil unter seinem eigenen Gewicht reißt. Zu Beginn des 18. Jahrhunderts entwickelte Savory eine Dampfpumpe, die prinzipiell funktionsfähig war, sich in der Praxis jedoch als zu fehlerträchtig erwies. 1712 entwickelte der englische Schmied Thomas Newcomen schließlich die erste funktionierende Kolbendampfmaschine, die im Bergbau auch Verbreitung fand. In anderen Branchen wurde die Dampfmaschine erst nach der entscheidenden Verbesserung durch James Watt in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts verwendet.
Fördern, Pochen und Waschen

Für das Fördern unter Tage nutze man Wagen und Karren, die teilweise auch auf Holz- und später Eisenschienen fuhren. Über Tage wurde die Materialbewegung als Transport bezeichnet und mittels von Pferden gezogener Wagen bewerkstelligt. In der Industrialisierung wurden dann Dampfeisenbahnen dazu genutzt. Vor dem Schmelzen wurden die Erze zerkleinert und durch Waschen vom tauben (nicht erzhaltigen) Gestein befreit, was vor allem dazu diente, die teure Holzkohle beim Schmelzen zu sparen. Das Zerkleinern wird als Pochen bezeichnet. Hierfür nutzte man im Mittelalter Erzmühlen, aus denen nun Pochwerke entstanden. Hier lag das Erz in Behältern und wurde durch Holzpfähle zerkleinert, die mittels Wasserrädern angehoben und fallengelassen wurden.
Gewinnung von Gold und Silber

Die Gewinnung der meisten Nichteisenmetalle wie Zinn, Zink oder Kupfer erfolgte durch Schmelzen. Gold und Silber konnte man grundsätzlich auch aus den Erzen herausschmelzen, jedoch benötigte man dazu viel Holzkohle und ein Teil der Edelmetalle verbrannte dabei. Problematisch war, dass die begehrten Edelmetalle häufig als geringe Beimengung in Kupfererzen vorkamen. Im 16. Jahrhundert setze sich das Amalgieren durch. Dabei wurde eine Quecksilber-Blei-Legierung genutzt, in der sich die Edelmetalle lösten, während das Kupfer zurückblieb. Anschließend wurde die Lösung ausgepresst und die Blei-Edelmetall-Mischung durch Seigern getrennt. Dabei wurden die Metalle in Gefäßen geschmolzen, wobei sich das dichtere Metall unten absetzte, während das andere oben abgeschöpft werden konnte. Das Amalgieren und Seigern ermöglichte den Besitzern von Kupferminen den Einstieg in den Silberhandel. In den südamerikanischen Silberminen war man auf den Import von Quecksilber aus Spanien angewiesen, da lokal weder Quecksilber noch ausreichend Holz für das Schmelzen vorhanden war.
Militärtechnik
Die mittelalterlichen Schlachten wurden vor allem von den Rittern entschieden - Fußtruppen spielten nur eine untergeordnete Rolle. Aber bereits gegen Ende des Mittelalters zeichnete sich der Niedergang der Ritter ab: Im Hundertjährigen Krieg gewannen englische Langbogenschützen mehrfach gegen französische Ritterheere, während sich Schweizer Pikeniere gegen deutsche Ritter durchsetzten. Durch die neuen Feuerwaffen verloren die Ritter weiter an Bedeutung, auch weil sie nicht das nötige Kapital hatten um Kanonen zu kaufen. Wichtige militärische Konflikte der Renaissance sind der 30-jährige Krieg (1618–1648) und die Kriege unter Friedrich dem Großen von Preußen.


Landsknechte beim Kampf mit ihren Spießen (Radierung von Holbein)

Für den Übergang vom Mittelalter zur Neuzeit waren verschiedene Stangenwaffen wie die Pike oder die Hellebarde typisch. Beide wurden mit beiden Händen geführt, sodass die Soldaten keine Schilde nutzen konnten. Die Pike war etwa vier Meter lang und hatte eine eiserne Spitze zum Zustechen. Gegen Angriffe von Rittern oder anderer Kavallerie wurde das Ende in den Boden gestoßen und die Waffe in einem Winkel von etwa 30° gehalten. Die von den Pikenieren gebildeten Gewalthaufen bildeten so ein für berittene Krieger ein unüberwindliches Hindernis, da die Pferde davor scheuten. Die nur zwei Meter lange Hellebarde dagegen galt als Angriffswaffe. Sie war mit einer Spitze zum Stechen ausgestattet sowie mit einem Beil und einer Spitze, die sämtliche Rüstungen durchdringen konnte. Zur Abwehr von Kavallerie eignete sie sich weniger, sodass Pikeniere und Hellebardieren häufig gemeinsam kämpften.

Ergänzt wurden sie durch Musketiere, die mit Musketen bewaffnet waren und die nach dem Schießen längere Zeit nachladen mussten, dabei wehrlos waren und sich daher hinter die Pikeniere zurückzogen. Die Musketen wurden aus Eisen geschmiedet oder Bronze gegossen, die Munition bestand aus Bleikugeln, die sich die Schützen selbst von einem größeren Block schneiden konnten. Die spätmittelalterlichen Feuerwaffen bestanden aus einem einfachen Eisenrohr auf einem Schaft aus Holz. Einen Abzugmechanismus wie bei den Armbrüsten gab es nicht, weshalb sie sehr günstig in der Herstellung waren. Zum Abfeuern wurden sie auf Hüfthöhe in einer Hand gehalten und mit einem heißen Eisen oder einer glimmenden Lunte gezündet. Eine wichtige Weiterentwicklung war das Luntenschloss, bei dem die Lunte in einem Mechanismus eingespannt war, sodass der Schütze beide Hände zum Zielen frei hatte und so die Waffe von der Schulter aus abfeuern konnte, was die Zielgenauigkeit deutlich erhöhte. Beim Radschloss rieb ein drehendes Stück Metall an einem Feuerstein und erzeugte so Funken. Am Ende des 17. Jahrhunderts setze sich das Steinschloss durch und war bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts in Verwendung, als es vom Zündnadelgewehr abgelöst wurde. Schützen konnten sich anfangs nicht gegen Reiterangriffe wehren und waren nach dem einmaligen Abfeuern ihrer Waffen längere Zeit wehrlos. Abhilfe schuf das Bajonett, eine Klinge, die zunächst in den Lauf geschoben wurde, sodass man sie ähnlich wie eine Pike nutzen konnte, aber nicht mehr abfeuern konnte. Später wurden die Bayonette mit einer Tülle um den Lauf angebracht, sodass man sie auch noch abfeuern konnte. Eine weitere Handwaffe war die Handgranate, eine mit Schießpulver gefüllte Hohlkugel.[6][7]
Feinmechanik, Instrumente und Messgeräte

Zahlreiche Neuerungen gab es auf dem Gebiet der Feinmechanik, der Instrumente und der Messgeräte sowie der Uhrmacher. Sie wiesen zahlreiche Verbindungen zu den neu entstehenden Wissenschaften auf, die dank der wissenschaftlichen Revolution aufblühten. Neu waren unter anderem das Lichtmikroskop und das Teleskop, das zunächst in der Astronomie Verwendung fand. Instrumentenbauer fertigten sie für die Wissenschaftler, die sich ihrerseits auch mit diesen Geräten befassten und so die Optik als wissenschaftliche Disziplin schufen. Weitere Geräte, die entweder vollkommen neu waren oder deutlich verbessert wurden, waren Bussole, Proportionalzirkel, Geschützaufsätze, Astrolabium und Quadrant. Hinzu kommt die Luftpumpe von Otto von Guericke.[8][9]
Bautechnik

Die mittelalterliche Burg, die sowohl Wohn- als auch Wehrbau, war entwickelte sich weiter zur Festung als ausschließlicher Wehrbau, und zum Schloss, das ein Wohn- und Repräsentationsbau ist. Die Mauern der Burgen waren vor allem hoch, damit sie nicht leicht mit Leitern erklommen werden konnten. Mit dem Aufkommen der Kanonen verloren sie ihre Schutzfunktion. Stattdessen baute man Festungen mit niedrigen aber dicken Wällen, die dem Beschuss der Kanonen standhalten konnten. Um die eigentliche Mauer, die Kurtine, zu schützen, wurden ihr verschiedene Mauerwerke, wie die Bastion oder der Ravelin, vorgelagert. Um sicherzustellen, dass die Verteidiger jeden Punkt vor diesen Verteidigungseinrichtungen beschießen konnten, entstanden ausgefallene geometrische Grundrisse. Schlösser wurden nun inmitten der Städte gebaut und dienten als Wohngebäude der Adligen sowie zu Repräsentationszwecken. Die meisten Baumeister waren zu Beginn der Renaissance sowohl auf militärischem als auch zivilen Gebieten tätig. Mit der Zeit wurde jedoch eine Spezialisierung und somit auch eine Trennung vollzogen. In Frankreich wurden während des 17. Jahrhunderts vom Staat zahlreiche Festungen, Straßen und Brücken gebaut. Auf Anordnung des Ministers wurden die Festungsbauingenieure zum Corps des ingénieurs du génie militaire, die Straßen- und Brückenbauingeinieure zum Corps des ingénieurs des ponts et chaussées zusammengefasst. Im 18. Jahrhundert folgten dann auch spezielle Schulen für deren Ausbildung.[10]
Transport

Von Pferden gezogene Wagen waren bereits seit der Antike bekannt. Im Mittelalter wurden sie fast ausschließlich zu Transportzwecken genutzt, erst beim Übergang zur Renaissance kamen auch Kutschen auf, die von Adligen zu Reisezwecken genutzt wurden. Lastwägen erhielten im Laufe der Renaissance eine immer größere Nutzlast. Im 17. Jahrhundert konnten die Wagen etwa drei bis vier Tonnen aufladen und wurden von vier bis sechs Pferden gezogen. Im 18. Jahrhundert konnte man mit zwölf Pferden bis zu 8 Tonnen bewegen. Da der Bodendruck dabei zunahm wurde die Breite der Räder auf bis zu 18 cm vergrößert. Schmalere Räder konnten die befestigten Straßen beschädigen, sodass für sie teilweise auch Gebühren erhoben wurden.

Im Schiffsbau gab es keine großen technischen Neuerungen wie die Kogge im Mittelalter oder das Dampfschiff ab dem 19. Jahrhundert. Dennoch nahm die Bedeutung der Schiffe zu, da sie für den Seehandel nach Amerika oder Asien benötigt wurden. Da diese Handelsbeziehungen auch wirtschaftlich immer bedeutender wurden begannen viele europäische Staaten mit dem Aufbau einer Marine. Die Schiffe wurden nun nicht mehr wie früher als Handelsschiff mit militärischen Aufbauten gebaut, sondern von Anfang an als Kriegsschiff konzipiert und mit Kanonen ausgerüstet und in standardisierte Größenklassen sortiert. Dazu zählen die Linienschiffe oder die Fregatte.[11]
Siehe auch: Geschichte des Schiffbaus und Geschichte der Seefahrt

Quelle