Forschung & TechnikTechnik

Erfindung und Technik

Von Hans Dominik

Die Woche • 8.1.1910

Wohl jeder von uns hat in der Jugend mit atemloser Spannung die Schicksale Robinson Crusoes verfolgt und miterlebt, wie der auf eine einsame Insel Verschlagene sozusagen aus dem Nichts heraus die wichtigsten Werkzeuge und Apparate von neuem erfand. Wir sahen, wie der Held jener Abenteuer sich zuerst unter unsäglichen Schwierigkeiten aus Muscheln und Feuersteinen schneidende Werkzeuge machen musste, wie er dann in den Besitz des Feuers kam, und wie er Schritt für Schritt lernte, Brot zu backen, irdene Waren zu schaffen, Ziegelsteine zu brennen und Wasserleitungen anzulegen.

Das gerade Gegenteil zu diesem ursprünglichen Zustand vollkommenster Voraussetzungslosigkeit bietet unser modernes Zeitalter der Technik für den Erfinder. Robinson Crusoe konnte erst Ziegelsteine brennen, nachdem er sich Feuer beschafft hatte und nachdem er in den Besitz von schneidenden Werkzeugen gekommen war, um damit die einzelnen Steine aus dem Ton zu formen. Die vorgeschrittene Erfindung wurde ihm erst möglich, nachdem er die einfachen Hilfserfindungen selbst gemacht hatte. Im Gegensatz dazu bietet unsere Zeit dem Erfinder solche Teilerfindungen bereits in großer Vollkommenheit.

Wir besitzen heute eine hoch entwickelte Elektrotechnik, eine Presslufttechnik, eine Technik der verflüssigten Gase und Zahlreiches andere mehr. Jede einzelne dieser Spezialtechniken besitzt eine Fülle gut durchgebildeter Konstruktionen, die dem kombinierenden Erfinder ohne weiteres zur Verfügung stehen. Das ist nun von doppeltem Einfluss auf den Entwicklungsgang der Erfindertätigkeit gewesen. Einmal wird eine naive Betätigung à la Robinson Crusoe dadurch zweifellos zurückgedrängt. Der technische Laie, der die unzähligen Hilfsmittel der Spezialtechnik nicht kennt, wird immer mehr dem geschulten Techniker Platz machen, und die Behauptung, dass wichtige Erfindungen heute überhaupt nicht mehr von Laien gemacht werden können, entbehrt nicht einer gewissen Berechtigung. Zweitens aber wirkt das Arsenal von Hilfsmitteln und Hilfskonstruktionen zweifellos auf den technisch Gebildeten anregend und fördert die erfinderische Tätigkeit ganz bedeutend, wie ja die hohen Ziffern der Patentämter zur Genüge beweisen.

Einige Beispiele mögen das Gesagte illustrieren. Bekanntlich haben wir auf See-Bojen, die mit Pressgas gefüllt sind und auf denen eine Gasflamme brennt, um den Schiffen auch bei Nacht den Weg zu zeigen. Bei Tage ist die Flamme natürlich überflüssig, da die Schiffer die Leuchtbojen auch ohnedem sehen. So liegt die Aufgabe nahe, eine Konstruktion zu erfinden, die die Flammen nur bei Dunkelheit brennen lässt, sie dagegen bei Helligkeit klein stellt.

Die Lösung des Problems, die von dem Berliner Physiker Ruhmer gegeben wurde, war äußerst einfach. Unsere Technik kennt ein besonderes Element, die Selenzelle, die bei Belichtung Strom durchlässt, im Dunklen den elektrischen Strom nicht leitet. Freilich kann man durch solche Zelle nur außerordentlich schwache Ströme hindurchgehen lassen. Dafür aber besitzen wir in der Elektrotechnik ein anderes, an tausend Stellen gebrauchtes und erprobtes Konstruktionselement, das Relais Der feine Strom durchfließt die Windungen eines Elektromagneten. Dieser Elektromagnet betätigt einen Anker, und der Anker schaltet bei seinen Bewegungen einen sehr viel stärkeren Strom auf irgendeine weitere Apparatur aus oder ein. Im Besitz dieser beiden Dinge war es nun nicht mehr allzu schwer, den vom Relais betätigten Strom mit Hilfe von Elektromagneten auf einen Gashahn wirken zu lassen, und damit war die gesamte Apparatur vollendet. Sobald die Strahlen der aufgehenden Sonne die Selenzelle auf irgendeiner im freien Meer verankerten Boje treffen, wird sie stromleitend. Der Strom fließt durch das Relais und schaltet einen stärkeren Elementenstrom auf den Gashahn, der sich dadurch schließt. Sobald hingegen wieder Dunkelheit kommt oder auch schwerer Nebel, wird der Zellenstrom unterbrochen, und eine feine Feder zieht den Relaisanker zurück, ein anderer Elementenstrom dreht den Gashahn auf, und die Bojenflamme brennt.

Ein einziges derartiges Grundelement wie die Selenzelle kann nun bei den verschiedensten erfinderischen Problemen Anwendung finden. Wo immer es sich darum handelt, optische Werte in elektrische umzusetzen, wird der geschulte Techniker sofort zur Selenzelle greifen. Aber solcher Grundelemente gibt es außerordentlich viele. Nehmen wir als ein anderes Beispiel den Transport lebendiger Süßwasserfische. Es handelt sich dabei darum, das Transportwasser unter anderem auch regelmäßig mit reinem Sauerstoff zu durchlüften.

Noch vor wenigen Jahren hätte diese Aufgabe ganz außerordentliche Schwierigkeiten bereitet. Heute bietet uns die Technik der flüssigen Luft beziehungsweise des flüssigen Sauerstoffs ein äußerst einfaches Mittel dazu. Man stellt nur eine der üblichen Fünfliterflaschen mit flüssigem Sauerstoff auf und führt von ihr einen Gummischlauch in das zu durchlüftende Wasser. Unter dem Einfluss der äußeren Wärme geht allmählich flüssiger Sauerstoff in luftförmigen über, und in ständigem Strom eilen Sauerstoffblasen durch das Wasser.

Ein gutes Beispiel für den Wert solcher Hilfskonstruktionen bietet auch der Automobilmotor. Das Benzingas in seinen Zylindern muss bekanntlich entzündet werden, und das Mittel dazu ist der elektrische Funke. Man braucht also Elektrizität, und man braucht ferner eine Vorrichtung, die einfachen Gleichstrom in den für die Funkenbildung notwendigen hochgespannten Wechselstrom umwandelt. Als die Automobiltechnik diese Forderungen erkannte, gab es bereits Apparate, die das Verlangte ohne weiteres boten. Es gab den transportablen Akkumulator, der es gestattet, auf· kleinem Raum eine ganz gehörige Portion Elektrizität mitzunehmen, und es gab ferner die Induktionsspule, den Transformator oder Ruhmkorf-Apparat, der den niedrig gespannten Akkumulatorengleichstrom in hochgespannten Wechselstrom umwandelte. Unter Benutzung dieser Konstruktionen war es ein Leichtes, eine gute Zündvorrichtung zu schaffen.

Und als der Automobilmotor in allen seinen Einzelheiten zu einer gewissen Vollendung gediehen war, da wurde er seinerseits wieder ein wichtiges Grundelement für viele ander und größere Probleme. Graf Zeppelin hat es öfter als einmal ausgesprochen, dass er die glückliche Durchführung seiner Erfindung nicht zum mindesten dem Umstand danke, dass die Technik ihm im Einzelnen bereits gut Durchgebildetes bot, zum Beispiel einen betriebssicheren Benzinmotor und leichtes Aluminiummetall in genügenden Mengen und zu annehmbarem Preise.

Auch bei der neusten Erfindung, dem deutschen Gyrowagen, wurde es wohltätig empfunden, dass die· Technik viele Einzelheiten bereits für andere Zwecke gut durchgebildet hatte. Die Stabilisierung des Gyrowagens erfolgt bekanntlich durch Kreisel. Dabei kommen Umdrehungszahlen zur Anwendung, die bisher in der Technik neu waren. Die Kreisel laufen mit beinah 150 Touren in der Sekunde. Eine außerordentlich zuverlässige und reibungslose Lagerung der rotierenden Kreisel war daher notwendig. Sie wäre mit den alten Mitteln des allgemeinen Maschinenbaus kaum möglich gewesen. Aber seit einigen Jahren verfügen wir ja über zuverlässige Kugellager. Aus dem Konstruktionsteil, der vor zwanzig Jahren ganz vorsichtig und versuchsweise bei den alten Velozipeden zur Anwendung kam, ist inzwischen ein erprobtes Maschinenteil geworden, das auch die schweren Beanspruchungen des Kraftwagens sicher aushält und sofort als wertvolles Lagerungsmittel für die extrem schnell rotierenden Kreisel des Gyrowagens Benutzung finden konnte.

Die Praxis zeigte weiter, dass jene Kreisel nicht im luftgefüllten Raum laufen durften. Wirkt doch bei den enormen hier in Betracht kommenden Geschwindigkeiten die Luftreibung durch Bremsung und Erhitzung der Kreisel außerordentlich störend. So entschloss man sich, sie im Vakuum, in luftleeren Kapseln, laufenzulassen, und auch hier fand man eine Technik der Abdichtung und der Evakuierung vor, die die Aufgabe wesentlich erleichterte und es ermöglichte, sofort betriebssichere Konstruktionen zu schaffen.

Werfen wir einen Blick aus eine der genialsten Erfindungen neuerer Zeit, auf die selbsttätige Flaschenmaschine, deren Patente in Deutschland bekanntlich für 5 Mill. Mark gekauft wurden, so finden wir ebenfalls als Unterelemente die vollständige Beherrschung der Drucklufttechnik sowohl wie der Technik des Vakuums. Ganz selbsttätig saugt die Maschine mit hundert Rüsseln das flüssige Glas aus dem Ofen ein, und ebenso selbsttätig werden die flüssigen Glasmengen durch Druckluft zu Flaschenform aufgeblasen.

Nach Hunderten ließen sich Beispiele beibringen, wie jede moderne Erfindung sich vorhandene Konstruktionselemente nutzbar machen. Die wenigen hier gegebenen mögen genügen. Sie zeigen, dass eine erfolgreiche Erfindertätigkeit heute nur noch denkbar ist, wenn der Erfindende nicht nur sein Problem klar erfasst hat, sondern auch die Mittel kennt, die die vorhandene Technik ihm zur Durchführung des Problems bietet.

• Auf epilog.de am 15. April 2021 veröffentlicht