Archiv der Kategorie: Technik

Technik – Fluch und Segen zugleich. Setzen wir sie zum Wohlergehen der Menschen ein!

Bernd Sternal

German Inventor – Deutsche Erfinder

Jahrtausende lang lebte die Menschheit in feudalistischen Gesellschaftsordnungen. Diese wurden dann ab Mitte des 18. Jahrhunderts, zunächst langsam, ab Beginn des 19. Jahrhunderts dann mit zunehmender Fahrt, abgelöst. Über den Zeitraum der Ablösung des Feudalismus durch den Kapitalismus besteht Einigkeit – es war die Zeit der Industriellen Revolution, in der der Übergang von der Agrar- zur Industriegesellschaft erfolgte. Dagegen ist der Ablauf diese stillen Revolution unter Historikern inzwischen umstritten: Es gibt Geisteswissenschaftler, die die Rolle der Erfinder in dieser Zeit in Frage stellen. Ich als Ingenieur kann dazu nur ausführen, dass die Geisteswissenschaftler Inhalt und Motivation von Erfindertum noch zu keiner Zeit wirklich verstanden haben. Ein Erfinder ist in gewissem Sinne auch ein Künstler, der zunächst ein Unikat schafft: Im Gegensatz zum Kunstwerk muss dieses jedoch funktionieren und Gebrauchseigenschaften besitzen. Auch besteht eine erhebliche Differenz zwischen einer Erfindung und einer Innovation – das haben unsere Politiker bis heute noch nicht verstanden. Schlicht gesagt: Eine Erfindung ist eine technische Neuheit. Kann diese zu einem serienreifen Produkt oder Verfahren entwickelt werden, das auch auf dem Markt ankommt und somit wirtschaftlichen Erfolg erzielt, so ist das erst eine Innovation.
Ohne die kreativen Erfinder, vorrangig aus England, Deutschland, Frankreich und den USA, die zugleich mit viel unternehmerischem Talent ausgestattet waren, wäre diese Industrialisierung sicher ganz anders verlaufen. Führen wir uns einmal ins Gedächtnis: Vor etwa hundert Jahren begannen Fahrrad, Automobil und auch das Flugzeug gerade das Laufen zu lernen, wie man so schön zu sagen pflegt.
Wenden wir uns nun den deutschen Erfindern zu. Sie zählten in der Epoche der Industriellen Revolution zu den erfolgreichsten weltweit und unser heutige Wohlstand basiert noch immer auf den Leistungen dieser kreativen Techniker, Ingenieure und Naturwissenschaftler.


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Bei zahlreichen Erfindungen ist es oftmals schwer, den ursprünglichen Erfinder oder Ideengeber eindeutig zu benennen, da oftmals über längere Zeiträume hinweg mehrere Menschen auch parallel an einer technischen Problemlösung gearbeitet haben. Als Erfinder wird jedoch nur derjenige offiziell angesehen, der für seine Erfindung auch ein juristisches Schutzrecht in Form eines Patentes erhalten hat. Das ist aber oftmals nicht der eigentliche Ideengeber. Zudem können zahlreiche Erfindungen nicht einzelnen Erfindern zugeschrieben werden, sondern sie sind Unternehmenserfindungen. Gleiches trifft analog auf die zeitliche Fixierung einer Erfindung zu, die nie eindeutig sein kann, denn von der Idee, über die Anmeldung einer Erfindung bis hin zur Patenterteilung, können viele Jahre vergehen. Dennoch habe ich mir die Mühe gemacht, bedeutende deutsche Erfindungen und deren Erfinder zu recherchieren und möchte diese hier chronologisch nach Jahreszahlen aufführen, denn auch Erfindungen zählen zum kulturellen Erbe eines Landes, auch wenn sie oftmals in Vergessenheit geraten und dann als selbstverständlich angesehen werden.
– Um 1450 Johannes Gutenberg/Buchdruck
– 1520 Peter Heinlein/mechanische Taschenuhr
– 1611 Johannes Kepler/Kepler-Fernrohr
– 1649 Otto von Guericke/Vakuumpumpe
– 1650 Athanasius Kircher/Hörrohr als Hörgerät
– 1655 Stephan Farfler/Rollstuhl mit Handkurbel und Zahnradübersetzung
– 1767 Jacob Christian Schäffer/Rührflügelwaschmaschine
– Um 1779 Philipp Matthäus Hahn/Neigungswaage
– 1817 Karl Freiherr von Drais/Fahrrad
– 1823 Johann Wolfgang Döbereiner/Feuerzeug
– 1835 Johann Georg von Ruehl/Neugeborenen-Brutkasten
– 1839 Friedrich Wilhelm Enzmann/Fotoapparat
– 1847 Werner von Siemens/isoliertes elektrisches Kabel
– 1850 Wilhelm Bauer/U-Boot
– Um 1854 Justus von Liebig mit dem US-Amerikaner Horsford/Backpulver
– 1852 Alfred Krupp/nahtlose Reifen
– 1861 Philipp Reis/Telefon
– 1866 Werner von Siemens/Dynamomaschine
– 1871 Carl von Linde/Linde-Kältetechnik-Verfahren
– 1871 Adolf von Bayer/Textmarker
– 1873 Löb Strauß/Erfinder der Nietenhose (Jeans – Levy Strauß)
– 1875 Nicolai Fritzner/Bügelflaschenverschluss
– 1882 Carl Paul Beiersdorf/Wundpflaster
– 1882 Sigmund Schuckert/elektrische Straßenlaterne
– 1884 Paul Nipkow/Nipkow-Scheibe, elektrisches Teleskop
– 1885 Carl Friedrich Benz/Automobil
– 1885 Wilhelm Conrad Röntgen/entdeckt die Röntgenstrahlen und entwickelt Röntgengerät
– 1885 Heribert Bauer/Druckknopf
– 1887 Emil Berliner/Schallplatte und Grammophon
– 1891 Otto Lilienthal/Gleitflugzeug
– 1892 Rudolf Rempel/Einmachglas (Einweckglas)
– 1893 Rudolf Diesel/Dieselmotor
– 1894 Hildebrandt & Wolfmüller/Motorrad
– 1894 G. Krum/Papiertaschentuch
– 1895 Ferdinand Graf von Zeppelin/Luftschiff-Zeppelin
– 1895 Max und Emil Skladanowsky/Kino
– 1897 Felix Hoffmann/Aspirin
– 1897 Ferdinand Braun/ Braunsche Röhre (Kathodenstrahlröhre), Fernsehen, Bildschirm
– 1898 Hans von Pechmann/Polyethylen (Rohstoff für Plastiktüte)
– 1901 Robert Bosch und Gottlob Honold/Zündkerze
– 1903 Reinhold Burger/Thermoskanne
– 1904 Christian Hülsmeyer/ Radar
– 1908 Melitta Bentz/ Kaffeefilter (Melittafilter)
– 1914 Oskar Barnack/35 mm Kleinbildkamera
– 1918 Deutsche Reichsbahn/Handy, Mobiltelefon
– 1920 Albert Betz/Windrad, Windrotor
– 1922 Hermann Kemper/Magnetschwebebahn
– 1926 Andreas Stihl/tragbare Elektromotorsäge
– 1927 Emil Lerp/Benzin-Motorkettensäge
– 1928 Hans Klenk/WC-Papier von der Rolle (Hakle)
– 1929 Adolf Rambold/Teebeutel (Teekanne)
– 1930 Pelikan AG/Tintenkiller
– 1931 Rudolf Nebel/Rückstoßmotor für flüssige Treibstoffe – Raketentriebwerk
– 1931 Ernst Ruska und Max Knoll/Elektronenmikroskop
– 1935 AEG/Tonband
– 1935 Firma Beiersdorf/Tesafilm
– 1936 Henrich Focke/erster gebrauchsfähiger Hubschrauber
– 1938 Konrad Zuse/Computer
– 1938 Otto Hahn/Kernspaltung
– 1939 Ernst Heinkel/Strahltriebwerk
– 1940 Heinrich Wöhlk/Kontaktlinsen
– 1949 Arthur Fischer/Blitzgerät für Fototechnik
– Um 1950 Firmen Hell und Siemens/Faxgerät
– 1952 Adolf Dassler/Schraubstollenschuh (Adidas)
– 1953 Rudolf Hell/Klischgraf und 1963 Scanner
– 1954 Felix Wankel/Wankelmotor
– 1958 Artur Fischer/Fischer-Kunststoff-Spreizdübel
– 1967 Mercedes Benz AG/Airbag
– 1969 Jürgen Dethloff und Helmut Gröttrup/Chipkarte
– 1970 Marin Schadt und Wolfgang Helfrich/Flüssigkristallanzeige usw.
Wie aus dieser stark komprimierten Erfinderliste ersichtlich ist, stammen viele Erfindungen aus Deutschland, die weltweit die zivilisatorische Entwicklung stark beeinflusst haben – vergessen wir diese Erfinder nicht vollkommen, das haben sie nicht verdient.




Der Nebelwerfer – erste Raketenwerfer der Welt

Rudolf Nebel war einer der führenden Raketenpioniere weltweit. Wenig ist heute von dem 1894 im bayerischen Weißenburg geborenen Diplom-Ingenieur noch bekannt, was wohl daran liegt, dass er sich nicht, wie die meisten seiner Kollegen, vom NS-Regime instrumentalisieren ließ. Auch nach dem Zweiten Weltkrieg sorgte er für wenig Schlagzeilen und lebte vorrangig von Vorträgen über Raketentechnik. Dennoch war er für die deutsche Raketenentwicklung einer der Hauptakteure und zugleich Lehrmeister von Wernher von Braun. Nebels Leistungen auf dem Raketensektor sollen jedoch heute nicht Inhalt meines Beitrags sein.
Rudolf Nebel war auch, bevor ihn das Raketenfieber erfasste, ein begeisterter Flieger. Im Jahr 1913 begann er ein Ingenieurstudium an der TU München. Dann brach jedoch der Erste Weltkrieg aus und Nebel musste sein Studium unterbrechen. Da er bereits 1912 das Pilotenpatent erworben hatte, meldete er sich freiwillig zum Militär, in der Hoffnung zu den Fliegern zu kommen.
Seinem Wunsch wurde zunächst nicht entsprochen; noch immer wurde den Flugzeugen kein Kampfwert zugesprochen, sie dienten – wenn überhaupt – nur der Luftaufklärung. Einen Giftgasangriff bei Arras überlebte er nur knapp und wurde mit dem Eisernen Kreuz ausgezeichnet und zum Leutnant befördert.
Es kostete Nebel jedoch viel Mühe und Überzeugungsarbeit, bis er endlich am 27. Januar 1916 zur Fliegerersatzabteilung nach Unterschleißheim abkommandiert wurde. Dort absolvierte er alle vorgeschriebenen Ausbildungen und Prüfungen bis er im August 1916 endlich das Militärflugzeugführer-Abzeichen bekam und dann an die Front nach Somme abkommandiert wurde.
Dort angekommen spürt er sehr schnell, wie übermächtig die feindliche Luftüberlegenheit war. Nebel beschreibt die Flieger als „Mädchen für alles“: Sie waren zugleich Fernaufklärer, Nahaufklärer, Artillerieflieger, Schlacht- und Bombenflieger und Jagdflieger. Doch nun hatte das Oberkommando die Situation erkannt und begann das Wirrwarr aufzulösen und Spezialverbände zu gründen. Das war auch die Geburtsstunde der Jagdstaffeln. Nebel meldete sich freiwillig zur Jagdstaffel Jasta 5, die von Oberleutnant Berr befehligt wurde.
Tod und Verwundung gehörten damals bei der Jagdfliegerei zur Tagesordnung. Man bedenke: Abgesehen vom Motor bot ein Flugzeug in den Luftkämpfen fast keine Deckung. Um wirksam einen Luftgegner bekämpfen zu können musste man sich ihm bis auf mindestens 20 Meter nähern. Rudolf Nebel hat einen seiner frühen Luftkämpfe dokumentiert: „…  … Wir rasten zu den „Halberstädtern“, knüpften im Laufen die Jacken zu, während die Monteure die Maschinengewehre einschossen. Der Himmel hing voller dunkler Flakwolken, als unser Geschwader die Front erreichte. Staffelführer Berr, dessen Einsitzer durch 2 rote Wimpel an den Tragflächen leicht zu erkennen war, schoss in derselben Sekunde eine grüne Leuchtkugel ab, als wir die „Gitterschwänze“ der Engländer unter uns sahen. Im Sturzflug rasten wir auf die Übermacht zu. Gegen zahlenmäßige Überlegenheit der Gegner half nur eine mächtige Kurbelei und der immer neue Versuch, einzelne Maschinen des Gegners vom Geschwader abzudrängen. Doch an diesem Morgen half keine Geschicklichkeit. Ich drängte gerade einen englischen Piloten Richtung Westen ab, als mir plötzlich Kugeln um die Ohren pfiffen. Ich konnte mich gerade noch umsehen und erkennen, dass zwei Vickers sich hinter mich gesetzt hatten. Gleichzeitig lösten sich Fetzen von meiner Maschine, die „Halberstädter“ wurde steuerlos und trudelte der Erde zu. Es krachte. Mein nächster Eindruck war eine grellrote gemusterte Bettdecke, die kahlen Wände einer Steinbaracke und ein polternder Sanitäter. Ich lag dick verbunden in einem Feldlazarett.“
Der lange Lazarettaufenthalt gab Nebel die Möglichkeit, über seine Kampfeinsätze sowie eine künftige Strategieänderung nachzudenken. Ihm war klar geworden, dass man den lebensgefährlichen Abstand in der Luft vergrößern müsste. Es kam ihm sein ehemaliger Nürnberger Mathematiklehrer Prof. Hess in den Sinn, der einmal vom Kriegseinsatz von Raketen im alten China berichtet hatte. Das war die Idee! Nebel ließ sich Papier und Bleistift bringen, um seine Vorstellungen zu skizzieren. Er wollte Rohre unter seine Tragflächen montieren, diese mit Pulverraketen füllen, welche er aus dem Cockpit zünden konnte – eine Art Raketenwerfer also, doch diesen Begriff kannte man damals noch nicht.
Am nächsten Tag besorgte er sich das notwendige Material und baute sich seine Raketen unter die Tragflächen seiner Maschine. Dazu installierte er zwei Ofenrohre, füllte diese mit Pulverraketen und Sprengköpfen und verlegte Zündkabel ins Cockpit.
Tags darauf erwartete Nebel gespannt seinen Flugeinsatz. Was er dann erlebte, schilderte Nebel wie folgt: „25 Flugzeuge stiegen auf. Ich achtete nicht mehr auf meine Staffelkameraden, die schneller steigen konnten als mein Flugzeug mit seinen vier Ofenrohren. Zu Überlegungen war keine Zeit. Ich flog direkt auf einen feindlichen Verband zu und drückte automatisch auf einen kleinen Knopf am Steuerknüppel. Es war eine enorme Entfernung (über 328 Fuß = 110 Meter), verglichen mit dem üblichen Gefechtsbereich. Unter meinen Tragflächen tanzte ein Feuerwerk, dann schoss ein riesiger Rauchschweif durch die englische Schwadron. War ich erfolgreich? Tatsächlich! Ein englischer Pilot führte mit seinem Doppeldecker einen Sturzflug durch und landete auf dem nächsten Feld. Ich folgte ihm, indem ich abdrosselte und 20 Meter entfernt landete. Der Tommy versuchte nicht den Trick, sich zu ergeben und dann in letzter Minute zu entkommen. Die neue Waffe hatte ihn derart erschreckt, dass er sich ohne Widerstand ergab. Acht Tage später entdeckte ich bei einem erneuten Kampfeinsatz, dass die Ofenrohre mehr als nur eine moralische Wirkung hatten. Während dieser Operation zerschoss ich den Propeller einer feindlichen Maschine, die abstürzte…“
Ein weiterer Raketeneinsatz von Nebel ging jedoch schief, die Maschine fing Feuer und er musste notlanden. Nebel wurde zwar für seine zwei Luftsiege mit dem EK 1 ausgezeichnet, gleichzeitig wurden ihm jedoch weitere Raketeneinsätze verboten. Am Abend fand zu diesem Anlass eine Feier statt. Die Jagdpiloten saßen zusammen und becherten, als man darauf kam, dass Nebels Raketenkonstruktion eine waffentechnische Revolution sei und daher einen eigenen Namen bekommen müsse. Diesen fand Hermann Göring – der bayerische Leutnant mit der dröhnenden Stimme – der dazu eine kleine Ansprache hielt: „Ich habe es genau gesehen, ich bin nämlich direkt neben Nebel geflogen, als die Dinger losflitzten. Was Nebel da gemacht hat, war kein Schuss, sondern ein Wurf. Ich habe genau gesehen, wie die Signalraketen sich flatternd vom Flugzeug gelöst haben. Sie sahen aus wie Geschosse eines Minenwerfers. Deshalb schlage ich vor, dass wir die Waffe auf den Namen „Nebelwerfer“ taufen.“ Görings Vorschlag wurde begeistert angenommen.
So entstand der Begriff Nebelwerfer für den ersten Raketenwerfer der Welt. Dieser Begriff wurde übrigens dann im 2. Weltkrieg wieder reaktiviert, aber das ist ein anderes Thema.




Der Seebeck-Effekt

Der Seebeck Effekt, der auch als Thermoelektrik bezeichnet wird, dürfte im Allgemeinen nur noch Physikern und Ingenieuren bekannt sein. Das ist jedoch schade, denn er könnte durchaus einen Beitrag zur Energieeinsparung und insbesondere zur dezentralen Energieversorgung leisten. Aber eine dezentrale Energieversorgung ist nicht im Sinne der mächtigen Energiekonzerne und wohl auch nicht im Sinne der Politik.

Johann Thomas Seebeck (1770-1831), der den nach ihm benannten physikalischen Effekt entdeckt hat, war ein deutscher Mediziner und Naturwissenschaftler. Seebeck, der auch Physiker war, hat entdeckt, dass in einem Stromkreis aus zwei verschiedenen elektrischen Leitern bei einer Temperaturdifferenz zwischen den Kontaktstellen eine elektrische Spannung entsteht. Seebeck wusste jedoch zu seiner Zeit noch nichts von Elektronen, daher ist sein Thermoelement mehr eine Entdeckung als eine Erfindung. Seebeck hatte dazu zwei elektrische Leiter unterschiedlichen Materials durch verlöten miteinander verbunden. Aus dieser physikalischen Erkenntnis wurde eine Erfindung, die man als Seebeck-Generator bezeichnet, die jedoch kaum genutzt wurde. Natürlich gibt es dafür gute Gründe: Thermoelemente aus metallischen Leitern wandeln thermische Energie leider nur sehr ineffizient in elektrische Energie um, weswegen sie fast nur zur Temperaturmessung eingesetzt werden. Dennoch hatte die Sowjetunion in den 50er bis 60er Jahren einen mobilen Seebeck-Generator entwickelt, der dazu diente, in abgelegenen Regionen Strom für eine kleine Lampe oder ein Radio zu erzeugen.

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In modernen thermoelektrischen Generatoren werden Halbleitermaterialien eingesetzt, womit sich der Wirkungsgrad um einiges steigern lässt. Solche Seebeck-Generatoren – die auch als Wandler bezeichnet werden – finden unter anderem in Isotopenbatterien Anwendung. Dort wandeln sie verschleißfrei und ohne bewegliche Teile Wärmeenergie in elektrische Energie um. Dennoch kann auch mit diesen Halbleitern bisher der höchste theoretisch mögliche Wirkungsgrad (Carnot-Faktor) nicht annähernd erreicht werden.

Es werden derzeit einige Anstrengungen unternommen, um thermoelektrische Generatoren zu entwickeln, die Abwärme zur Erzeugung von Elektroenergie nutzen. Zudem bin ich als Ingenieur der festen Auffassung, dass es möglich wäre den Seebeck-Effekt zu nutzen, um elektronische Geräte mit geringem Stromverbrach zu betreiben, die Akkus dieser Geräte wieder aufzuladen oder den Standby-Betrieb zu gewährleisten.

Ich habe in diesem Betrag bewusst auf die Beschreibungen des thermoelektrischen Peltier-Effektes sowie des Thomson-Effektes verzichtet – ich wollte ausschließlich den Seebeck-Effekt vorstellen.