Sperrklinken

Dass eine Welle, die unter Last steht, gehemmt werden muss, wenn sie die Last nicht in Bewegung setzen soll, wusste man vermutlich schon, seitdem die ersten primitiven Holzkräne eigesetzt wurden. Auch bei militärischen Geräten war klar: Zog man mit einer Welle den Bogen einer Torsionsballiste auf oder das Gegengewicht einer Blide, so muss die Welle gehemmt werden, um sich nicht bei jedem Griff von selbst zurückzudrehen. Eine seit der Antike bewährte Methode dazu waren Sperrklinken, bei denen eine einfache, oftmals federbelastete Klinke in ein mit der Welle verbundenes Zahnrad eingreift. So lässt sich die Welle nur in eine Richtung drehen, in der anderen Richtung greift die Sperrklinke. Insofern ist die Sperrklinke, die Leonardo da Vinci im Codex Madrid I zeigt, keine neue Erfindung. Der Mechanismus ist dabei auf das Grundprinzip reduziert: Sperrklinke, Welle und Zahnrad in der Seitenansicht; die Art des Gewichtes spielt keine Rolle und wird nur anskizziert. Leonardo zeigt zwei Arten von Klinken: Auf der rechten Seite ist die Klinke oben angebracht. Sie fällt durch ihr eigenes Gewicht in das Zahnrad. Links steht sie neben dem Zahnrad. Hier ist eine Feder erforderlich, um die Klinke an das Zahnrad zu drücken. Zusätzliche Informationen liefert der Text. Das Zahnrad nennt er ‚Florentiner Rückhalterad‘, die Klinke ‚Diener‘ (D. Lohrmann: Codex Madrid I, 2018, S. 623f). Sie soll präzise rechtwinklig in die Flanken greifen, dann sei dies ‚sehr sicher bei Antrieben von Lasten‘. Im Text zur linken Zeichnung betont Leonardo, dass einige Kollegen empfehlen, die Sperrklinke selbst mit drei Zähnen auszustatten. Bricht ein Zahn aus, so wirken immer noch die anderen hemmend. Dies erhöhe die Arbeitssicherheit.

Leonardo da Vinci, Sperrklinken (Biblioteca Nacional de España Madrid, Codex Madrid I, fol. 116v/117r; Lizenz: non commercial)

Blickt man in die Skizzen deutschsprachiger Ingenieure, so zeigt sich, dass sie selbstverständlich ebenfalls Sperrklinken bei Hebezeug und anderem Gerät einsetzten. Im Kriegsbuch des Ludwig von Eyb findet sich eine Sperrklinke an einem Mühlenantrieb. Mit einem kleinen Zahnrad, das mit einer Stange verbunden ist, soll das große Zahnrad einer Mühle in Schwung versetzt werden. Damit sich das kleine Zahnrad nicht von selbst zurückdreht, ist es mit einer federbelasteten Sperrklinke versehen. Der eigentliche Antrieb der Mühle ist nicht eingezeichnet. Der unten als Maschinenelement im Ausschnitt noch einmal vergrößert gezeigte Mechanismus diente wohl nur dazu, das Anfangsmoment zu überwinden.

Mühle mit Zahnradantrieb mit Sperrklinke (Universitätsbibliothek Erlangen-Nürnberg, MS. B 26, fol. 154v – Lizenz: mit freundlicher Genehmigung der Universitätsbibliothek Erlangen-Nürnberg)

Im ‚Weimarer Ingenieurkunst- und Wunderbuch‘ treten Sperrklinken gleich mehrfach auf. An einem Hebezeug greift eine hakenförmige Sperrklinke in ein kleines Zahnrad mit nur vier Haken. Ein kleines Gegengewicht drückt die Sperrklinke an, die Hakenform sichert gegen unbeabsichtigtes Lösen unter Last.

Hebezeug mit Sperrklinke (Digitale Sammlungen der Herzogin Anna Amalia Bibliothek, Klassik Stiftung Weimar, Fol 328, fol. 24r – Lizenz: mit freundlicher Genehmigung der Anna Amalia Bibliothek)

Bei einem anderen Hebezeug sind sicherheitshalber gleich zwei Sperrklinken an beiden Seiten der Welle angebracht. Ein weiteres Hebezeug betont zwar eher die Kraftersparnis durch den Einsatz eines Faktorenflaschenzuges, doch ist wie selbstverständlich auch eine Sperrklinke vorgesehen.

Hebezeug mit Sperrklinken (Digitale Sammlungen der Herzogin Anna Amalia Bibliothek, Klassik Stiftung Weimar, Fol 328, fol. 167r, 211v – Lizenz: mit freundlicher Genehmigung der Anna Amalia Bibliothek)

Auch in Handschriften, die noch vor Leonardo da Vinci oder in seinen jungen Jahren entstanden, finden sich Sperrklinken. Im sog. ‚Hussitenkriegsingenieur‘, dessen Zeichnungen in die Zeit um 1440 zurückgehen, findest sich ein Hebezeug mit Sperrklinken, dass lediglich zeichnerisch etwas einfacher wiedergegeben den Hebezeugen aus dem ‚Weimarer Ingenieurkunst- und Wunderbuch‘ entspricht. Eine Karrenbüchse aus einem Büchsenmeisterbuch zeigt ebenfalls einen Sperrklinkenmechanismus an einer kleinen Welle, deren Funktion nicht recht ersichtlich ist. Vermutlich diente sie der Höhenverstellung der Büchse.

Karrenbüchse mit Seiten- und Höhenrichtung (Germanisches     Nationalmuseum Nürnberg, Hs. 719, fol. 2r – Lizenz CC BY-SA 4.0 DEED)

Hebezeug mit Sperrklinke aus dem sog. ‚Hussitenkriegsingenieur‘ (Bayerische Staatsbibliothek München, clm 197 I, fol. 42v – Lizenz CC BY-NC-SA 4.0)