Jules Verne und die Elektrizität:

Kapitel 3: Antriebskraft

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Jules Verne Zitate sind rechts im Text wie gewohnt in blau dargestellt.

Quellenangaben, und vielleicht der Reiz etwas mehr darüber zu lesen? (Die Systematisierung bezieht sich nur auf die Nutzung für diesen Beitrag)

/1/ Dr. Max Popp: Julius Verne und sein Werk 1909 © Fabri Verlag Ulm für die Ausgabe als Faksimile Reprint 1999 - ISBN 3-931997-08-1, Zitat von Seite 10 (CF /5503/), Zitat von Seite 133

/2.1/ Jules Verne 20.000 Meilen unter den Meeren; zitiert aus Fischer Taschenbuchverlag Frankfurt am Main, 1997; Seite 131

/2.2/ ebenso, Seite 138

/3/ Jules Verne: Paris im 20. Jahrhundert; Paul Zsolnay Verlag Wien 1996; S. 26

/4/ Walter Häntschel: Die Praxis des modernen Maschinenbaus, Verlag C.A. Weller 1919, Band II, Seite 373

/5/ Jules Verne: Robur der Sieger / Der Herr der Welt; Doppelband; Verlag Neues Leben 1986; Seite 39

/6/ ebenso, Seite. 130

/7/ Jules Verne: Die Insel der Milliardäre, Diogenes Verlag AG Zürich 1985; Seite 83 und 84

/8/ Wilfried Feldenkirchen: 150 Jahre Siemens; Siemensforum München 19975, Seite 13

/9/ Jules Verne: Mathias Sandorf Teil 1; Deutscher Bücherbund GmbH & Co Stuttgart München, 1979; Seite 195

/10/ Jules Verne: Die Erfindung des Verderbens; Verlag Neues Leben 1982; Seite 87

/11/ Dr. Heinrich Samter: Das Reich der Erfindungen 1901; Reprintausgabe Gondrom Verlag GmbH, Bindlach 1998; Seite 240

Alle Quellen aus Collection Fehrmann.

Bemerkungen zu den Bildern:

#1# Was hat der Illustrator Riou in der Maschinenhalle eigentlich dargestellt? Er verknüpfte unterschiedlichste Elemente der Technik miteinander. So finden wir: Zahnräder die im Uhrenbau üblich sind (Großes Rad, untypisch für Maschinenbau), eine elektrische Spule, Tragelemente, Kessel mit Ventilen. Denn wie sollte er sich eine überdimensionierte Batterieanlage vorstellen? Siehe dazu ergänzend das Bild darunter: Druckluftkessel um 1900 (spiegelverkehrt) aus /4/

#2# Und was sehen wir auf der Illustration von L. Bennett in der Fabrik? Es handelt sich um eine Zweifach-Expansions-Dampfmaschine. Diese riesigen Maschinen (wie zu erkennen über mehrere Stockwerke gebaut) sind in den 90er Jahren des 19. JH typisch für den Antrieb der aufkommenden Elektrizitätswerke gewesen. Siehe vergleichend dazu das Bild darunter: Prinzipieller Aufbau der Maschine (aus Bildatlas zu /4/).

Beginnen wir wie im Kapitel I der Technikgeschichte Vernes wieder mit dem Zitat von Max Popp: „Verne war der Ansicht, dass man mit Hilfe der Elektrizität einfach alles zu leisten imstande ist, was der Mensch nur auszudenken vermag.“/1/ Diese These wollen wir uns nun unter dem nächsten Gesichtspunkt ansehen:

MOBILIS IN MOBILI

oder die Suche nach dem idealen Antrieb

In seinen Voyages Extraordinaires, oder Reiseromanen wie sie früher im deutschsprachigen Raum genannt wurden, geht es natürlich oft um die Fragen der Fortbewegung. Konsequent nutzen die Helden Vernes alle damalig verfügbaren Möglichkeiten: Segel- und Dampfschiff, die Eisenbahn und ganz beliebt bei ihm: Der Ballon und ergänzend, das Luftschiff. Aber in diesem Kapitel wollen wir uns nicht der Art des Fortbewegungsmittels, sonder vor allem der Frage des Antriebs dieser, vor allem seiner fiktiven Maschinen, zuwenden.

In seinen ehedem unveröffentlichetem Roman  Paris im 20. Jahrhundert schildert Verne schon 1863 verschiedene, damals unübliche Antriebssysteme. So lernen wir die in Röhren mit Pressluft, ähnlich einer Rohrpostanlage, funktionierende Stadtbahnanlage der Pariser doppelgleisigen Ringbahn kennen. Eine andere Variante stellt er für straßengebundene Motorwagen vor: Der Gasverbrennungsmotor von Lenoir. Dadurch nennt er die Fahrzeuge (in der deutschen Übersetzung) „Gas-Cabs“. Neben dem Prinzip ist auch der Brennstoff interessant: „Der wichtigste Vorteil dieser 1859 erfundenen Maschine bestand darin, dass sie Kessel, Feuerstelle und Brennstoff abschaffte; eine kleine Menge Leuchtgas, das mit Luft vermischt, unter den Kolben gleitet und durch einen elektrischen Funken entzündet wurde, erzeugte die Bewegung; an den verschiedenen Wagenstationen errichtete Gassäulen lieferten den notwendigen Wasserstoff; jüngste Weiterentwicklungen hatten das Wasser, welches eins dazu diente, den Zylinder der Maschine abzukühlen, überflüssig gemacht.“ /3/ Dies ist wieder eine Beispiel Vernes, wie er ein vorhandenes Prinzip aufnimmt und in seinen Gedanken breitenwirksam umsetzt. Dabei beschreibt er quasi nebenbei die Funktion einer Tankstelle, die es ja 1863 nicht einmal in der Ahnung gab – wozu auch. Interessant ist, dass es aktuell Bestrebungen gibt, ein flächendeckendes System von Flüssiggas-Tankstellen zu errichten. Aber schauen wir uns diese Fahrzeuge der Phantasie Vernes etwas näher an: „Diese/r war also einfach konstruiert und leicht zu handhaben; der auf seinen Sitz thronende Maschinist lenkte ein Steuerrad; ein unter seinem Fuß liegendes Pedal erlaubte es ihm, die Gangart des Fahrzeugs augenblicklich zu verändern.“ /3/ Neuzeitliche Maschinisten sollten darauf achten, dass die Gangart ihrer Fahrzeuge immer den Straßenverkehrsvorschriften angepasst ist!

Vielleicht noch eine Ergänzung aus der Technikgeschichte: Der kontinuierlich laufende und praxistaugliche Gasmotor hat einen anderen uns allseits bekannten geistigen Vater: „Die Erfindung des Gasmotors ist dem Kaufmann R. A. Otto zuzuschreiben, der sich durch Selbststudium genügend Kenntnisse angeeignet hatte, um an die Lösung des Problems der Gasmaschine heranzutreten.“ /4/

Ein paar Jahre später, nämlich 1869 und 1870, kamen die drei Bände  20.000 Meilen unter den Meeren heraus. In diesem Roman läßt Verne seiner technischen Phantasie freien Lauf. Nachfolgend wollen wir uns aber in diesem Beitrag nur der Frage des Antriebs des U-Bootes zuwenden. Revolutionär war der Gedanke, die Nautilus komplett mit allen Segnungen der Elektroenergie auszurüsten. Mit seiner immensen Vorstellungskraft gestaltete er damit vor den Augen seiner Leserschar die „Wunder der Nautilus“. Was könnte Verne zu diesem Gedanken initiiert haben? Wie so oft, gibt es auch auf diesem Gebiet Anregungen, die er aufgreifen konnte, aber praktische Anwendungen fehlten weitestgehend. Nachfolgend will ich vor allem den Stand der Technik aufzeigen, in wie weit Verne davon profitiert hat, kann und will ich nicht nachweisen. Aber zwischen Roman und Realität ergeben sich interessante Vergleiche.verne_technik02.html

Vielleicht erscheint das Hauptziel der Entwicklung der Elektrotechnik des 19. Jahrhunderts dem technischen „NUR-Anwender“ etwas kurios. So wurde vor allem an einer leistungsfähigen Großmaschine zur Stromerzeugung geforscht, aber diese sollte nicht zum Generationswechsel des „Riesen Dampf“ in der Antriebstechnik genutzt werden, sondern schwerpunktmäßig wurde eine Stromquelle vor allem für die sich rasch verbreitende elektrische Beleuchtung gesucht (siehe dazu  Jules Verne und die Elektrizität: Die Beleuchtung). Dies ist mit einer der Gründe, warum viele wegweisende, aus heutiger Sicht praktische Erfindungen, etwas unbeachteter blieben. Der in Sankt Petersburg lebende deutsche Physiker Moritz Herrman Jacobi (1801-1875) entwickelte 1838 einen mit galvanischen Elementen fremderregten Elektromotor.

Hinweis an dieser Stelle:
Für die Recherche von weiteren Personen im Umfeld von Jules Verne empfehle ich das  Personenregister dieser Domain.

Und eine der ersten praktischen Anwendungen? Er baute ein 24 Fuß langes Boot, mit dessen Elektroantrieb er mit vierzehn Personen auf der Newa fahren konnte. Die Kraft des Motors trieb ein Schaufelrad. Den Motor dürfen wir uns aber nicht als einen in der heutigen Bauform bekannten Mechanismus vorstellen. Er bestand aus vier festen und vier drehbaren Elektromagneten. „Die festen waren die Feldmagnete, die beweglichen bildeten den Anker und der Strom, welcher die Fahrbewegung hervorbrachte, er ward natürlich aus einer Batterie entnommen.“ /11/. Als Energiequelle nutzte er mehrere Grove-Elemente. Diese nach dem Engländer Sir William Robert Grove benannte Elemente (dessen Idee heute in der Brennstoff-Zellentechnologie eine Renaissance erfährt) stellte eine völlig neue Idee der Energieerzeugung dar, denn seine Zellen waren eine Umkehr der Elektrolyse. Da die ersten Grove-Elemente allerdings Platin „opferten“, waren sie unrentabel und mit der 1867 von Werner Siemens gemachten Entdeckung des Dynamos (dafür wurde er später geadelt), bestand auch kein Bedarf mehr an dieser Technik. Das gleiche Schicksal wurde vielen anderen Elektro-Batterie- und -Elemente-Systemen zuteil. Und derer gab es viele, denn wie gesagt, nach der universellen Elektro-Energiequelle wurde fieberhaft gesucht...

Das von Siemens entdeckte dynamoelektrische Prinzip stellte dann in Folge auch die Basis der von mehreren Technikern neu entwickelten Elektromotore dar. Aber der überall präsente Dampfantrieb, mit seinen riesigen Transmissionen in den Werkhallen, verzögerte den Siegeszug des Elektromotors. Erst Jahre später kam es zu ersten praktischen Anwendungen: So gab es „1879 die erste elektrische (Schau-)Eisenbahn auf der Berliner Gewerbeausstellung .., 1881 die erste elektrische Straßenbahn der Welt in Berlin-Lichterfelde“ /8/. Erst nach und nach kam es zu Anwendungen in der Industrie.

Warum dieser umfangreiche Exkurs? Erst jetzt können wir die Ideen Vernes besser einordnen. Begeben wir uns also auf die Nautilus. Das Antriebssystem wird im Kapitel XII sinnigerweise unter dem Titel „Die Segnungen der Elektrizität“ beschrieben. Ich denke dieser Titel wiederspiegelt zutiefst die Überzeugung Vernes. Denn wie lässt er Nemo sprechen: „Es gibt eine mächtige, leicht zu beherrschende und jederzeit verfügbare Energie, die sich für alle Zwecke einsetzen lässt und das Leben hier an Bord bestimmt. Sie erfüllt alle Bedürfnisse, sorgt dafür, dass ich Licht habe, dass mir warm ist und dass meine mechanischen Geräte funktionieren. Diese Energie ist die Elektrizität.“ /2.1/. Die Philosophie der Stromerzeugung liest sich dafür etwas komplizierter. Vereinfacht von mir wiedergegeben: Dem Meerwasser wird Natrium entzogen, dass dann mit Quecksilber in einem Bunsenelement Strom erzeugt. Diese Natriumbatterien sollen laut Beschreibung sehr effektiv sein. Da es sehr aufwendig ist Natrium zu gewinnen, geschieht dies extern von der Nautilus in einem Stützpunkt im Innern eines Kraters. Als eigentliche Quelle der Energie, nämlich für die benötigte Hitze der „Meerwasserentsalzung“, dient unter Wasser abgebaute Steinkohle. Aber wieder zurück zum Antriebsprinzip: „Von den Bunsenelementen braucht man nicht so viele, sie sind stark und groß, was nach meinen Erfahrungen vorteilhafter ist. Der gewonnene Strom fließt nach hinten, wo er über mächtige Elektromagnete auf ein eigens konzipiertes System von Hebeln und Zahnrädern wirkt, das dann die Bewegung auf die Schraubenwelle überträgt.“ /2.2/ (Bild aus gleicher Quelle: „Die hell erleuchtete Maschinenhalle“, Bild darunter siehe dazu Bemerkung #1# am linken Seitenrand)

Aber kurz nach der Veröffentlichung Vernes gab es einen praktischen Nachweis der beschriebenen Funktionalität „fast vor der Haustür“: „So war das Boot, welches Trouvé auf der Pariser Ausstellung 1871 betrieb, mit einer Bunsenschen Batterie von 12 großen Elementen versehen, die zusammen 94 Kilogramm wogen. Zwei Kabel dienten dazu, den Strom an den Schraubenmotor zu senden und zugleich das Steuerruder zu regieren.“ /11 ebenda/

Verne benötigt für sein Boot eine unter Wasser arbeitsfähige Antriebskraft. Richtig erkennt er, dass die Elektrizität dafür ideal geeignet ist. Während spätere U-Boote ihre Akkuanlagen für die Unterwasserfahrt mit Schiffsdiesel bei Überwasserfahrt aufladen, entscheidet er sich naheliegend für idealisierte Batterien, deren Energienachschub extern erzeugt wird. Was aber tun, wenn es noch keinen praxistauglichen E-Motor gibt? Oder wenn einem die Wirkungsweise der Versuche der Techniker verschlossen bleibt? In Anlehnung der Arbeitsweise von Dampfmaschinen wird ein System von Hebeln und Zahnrädern (z.B. Exenter- und Kurbel- oder Planetengetriebe) mit Elektromagneten beschrieben. Aber nicht die Umsetzung ist das geniale des Gedankens, sondern die Prophezeihung, dass der elektrische Strom eine ideale Antriebskraft darstellt! Wie oben erläutert, stand zum Erscheinen des Buches in der Praxis diese Frage gar nicht zur Debatte. Dabei geht er sogar noch einen Schritt weiter: Konsequent in der Anwendung des Stroms beschreibt er auf der Nautilus das Spektrum von Antrieb, Beleuchtung, elektrischer Uhr, elektrische Geschwindigkeitsmessung (Elektro-Log), Elektroherd, elektrische Destillation und Warmwasseraufbereitung. Denn in den Badezimmern kann man an den Hähnen Kalt- und elektrisch aufgeheiztes Warmwasser entnehmen! Man stelle sich diesen Luxus zum damalig gebräuchlichen Standard, selbst in gutbürgerlichen Häusern, vor. Diese Bandbreite der Anwendungen halte ich persönlich für eine der wirklich „seherischen“ Gaben des Schriftstellers.

Im Roman „Mathias Sandorf“, erstveröffentlicht 1885, werden uns die Schnellboote des Doktor Antekirrt vorgestellt. Während sie äußerlich den spindelförmigen, vollgedeckten Schnellbooten der Thornycroft-Werft ähneln, haben sie doch ein anderes Innenleben. „Doch in einem wichtigen Punkt unterschied sich Doktor Antekirrts Boot von den Thornycroft-Schiffen: Während jene mit überhitztem Wasserdampf als Antriebskraft arbeiteten, nutzte er die Elektrizität. Er speicherte sie in mächtigen Akkumulatoren, die er selbst konstruiert hatte und die seine Schnellboote mit nahezu unbegrenzter Energie versorgten. Die Fahrzeuge trugen sogar den Namen ihrer wunderbaren Energiequelle: Sie hießen alle >Electric< und waren nur zusätzlich nummeriert.“ /9/. Verne bleibt bei seiner schon in „20000 Meilen unter den Meeren“ gefundenen Lösung, greift aber auf nicht näher definierte Batterien zurück. Seine Begeisterung für diese Energiequelle wiederspiegelt sich auch in der Namensgebung, wie wir dem Zitat entnehmen können. Alle weiteren Details einschließlich Bildmaterial zu diesen Schiffen sind auf meiner Seite:  Fahrzeuge: Die Schnellboote ELECTRIC zu finden.

Als er sich elf Jahre später im Roman „Die Erfindung des Verderbens“ wiederum eines schnellen und „kräftigen“ Bootes bedient, kommt der Ansatz erneut zum Tragen: Als sich der Ingenieur Simon Hart, der durch den Seeräuber Ker Karraje inkognito als Pfleger Gaydon zusammen mit dem Erfinder Roch auf einem Segelschiff entführt wird, über die Schnelligkeit des Schiffes wundert, lesen wir kurz darauf: „Jetzt endlich fällt es mir wie Schuppen von den Augen, jetzt endlich begreife ich, wie der Schoner vorwärts gekommen ist. Ohne Segel, ohne Maschine. Denn nun taucht der unermüdliche Schlepper auf, der die >Ebba< gezogen hat. Nun schwimmt er an ihrer Seite. Es ist ein Unterseeboot, wahrscheinlich durch elektrische Batterien betrieben!“ /10/. In späteren Passagen wird zwar noch die Entstehungsgeschichte des Bootes erläutert, der Antrieb selbst bleibt aber nebulös.

Um 1895 waren die Grundlagen der Elektrotechnik mit den Systemen der Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung schon relativ ausgereift. In seinem zu dieser zeit erschienenen Roman  Die Propellerinsel greift er also auf vertrautere „Komponenten“ zurück, als er deren Antriebssystem beschreibt: „Glücklicherweise aber hatte zu dieser Zeit die Forschung schon solche Fortschritte erzielt, dass den Einsatzmöglichkeiten der Elektrizität, dieser Seele des Universums, keine Grenzen gesetzt waren. Also entschied man sich, die Inseln mittels elektrischer Energie fortzubewegen. Zwei Fabriken reichten aus, um Dynamos von praktisch unbegrenzter Leistungsfähigkeit zu betreiben, die Gleichstrom unter der relativ geringen Spannung von 2000 Volt erzeugten und damit ein gewaltiges System von Schiffsschrauben in der Nähe der beiden Häfen (die Seiten an den schwimmenden Pontons – Anm. d. A.) antrieben. Dank hunderter von Heizkesseln – die mit Erdölbriketts anstatt Steinkohle beheizt wurden“ ... “entwickelte jeder Dynamo eine Leistung von fünf Millionen PS.“/7/ (Bild rechts aus /7/: „Eine der beiden Fabriken“; Bild darunter siehe dazu Bemerkung #2# am linken Seitenrand) Folgerichtig setzt er die jetzt inzwischen bekannten Entwicklungen der Elektrotechnik ein.

Also nichts Neues? Doch – denn früher war es üblich, dass Schiffsantriebe, zuerst Dampfmaschinen, später auch Schweröl- und Dieselmaschinen, direkt auf die Welle der Schraube ihre Kraft übertrugen. Die Schiffsschraube war sozusagen direkt an die Maschine gekoppelt.

Ausnahmen bildeten nur die mit Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelten U-Boote, die wie weiter oben schon beschrieben, dieselelektrische Antriebe bekamen. Heutzutage nutzen moderne Schiffsantriebe das schon damals von Verne beschriebene Prinzip der Entkopplung von Energieerzeugung und Schiffsantrieb. Dieselgeneratoren erzeugen in sogenannten Maschinen-Generator-Sätzen Strom, der dann durch den Einsatz von Umrichtern mit einer eleganten Drehzahlregelung den elektrischen Antrieb ermöglicht. Eine schnelle Trennung oder Abschaltung der Schiffsschraube/n ist dadurch ebenfalls möglich.

Aber nicht immer wird von Jules Verne alles und jedes Detail beschrieben. Eleganter und unverfänglicher ist es, wenn man nur die Wirkungen und den eventuellen Ursprung der Antriebskraft beschreibt, so wir wir es schon weiter oben bei den Schnellbooten >Electric< und dem U-Boot Ker Karrajes gelesen haben. Damit kann man allen praktischen Detaildiskussionen der Ausführbarkeit den Wind aus den Segeln nehmen. So geschehen erneut in den Robur-Romanen.

So setzt Verne im 1886 erschienenen Buch  Robur der Eroberer auch wieder auf den Elektroantrieb, beschreibt diesen aber nur sehr verschwommen. So können wir lesen: „Die zum Vortrieb und um den Apparat in der Luft zu halten nötige Kraft bezog Robur weder vom Wasserdampf noch aus komprimierter Luft oder anderen Gasen, auch nicht aus Explosivstoffen, die ihm die nötige mechanische Wirkung erzeugten, sondern aus der Elektrizität. Übrigens hatte er keinerlei Elektromotore an Bord seines Flugapparates, sondern weiter nichts als Säuren und Akkumulatoren.“/5/ Zwischenbemerkung von mir: Hier hat sich in der deutschen Übersetzung offensichtlich ein Fehler eingeschlichen. Gemeint ist sicher das Fehlen von Dynamomaschinen zum Erzeugen der Energie, denn Motore werden zum rotatorischem Antrieb der vielen Luftschrauben benötigt. Aber weiter im Text. „Aber wie sich diese Säuren zusammensetzten, das war Roburs Geheimnis, genauso wie die Arbeitsweise der Akkumulatoren.“ ... „Nur eins stand fest: Seine Batterien waren von außergewöhnlich hohem Wirkungsgrad, seine Säuren von fast absoluter Widerstandskraft gegen verdunsten oder Gefrieren, und seine Akkumulatoren lieferten ihm einen Strom wie keine anderen je zuvor.“/5/

Ähnlich verhält es sich bei der „Epouvante“, dem universellen und amphiben Fahrzeug von Robur, im 1904 veröffentlichten Buch  Der Herr der Welt. Als dieser mit überhöhter Geschwindigkeit in den nordamerikanischen Straßen gesichtet wird, wird das Ereignis wie folgt beschrieben: „Auf die Natur des Motors fehlte es an jedem Hinweis. Gewiss war nur, und es wurde von allen Leuten bestätigt, dass dieser keinen Rauch, kein Dampf, ebenso aber auch keinen Geruch nach Petroleum oder einem anderen Mineralöl hinterließ. Man schloss daher, dass es sich um einen durch Elektrizität angetriebenen Apparat handelte, dessen in unbekannter Bauart hergestellte Batterien einen fast unerschöpflichen Strom abzugeben schienen.“ /6/ Doch selbst der clevere Strock, der sich an Bord des Amphibienfahrzeuges einschmuggelt, kann den Antrieb nicht ergründen. Seine Version ist eine zentrale Dynamoanlage im Innern der Stützpunkts Roburs, durch die er die leistungsfähigen Batterien der „Epouvante“ auflädt. Interessant an dieser Stelle: Während überall Automobile mit Verbrennungsmotor ihren Siegeszug antraten, setzt Verne wieder auf seine geliebte Elektrizität. Ihr traute er alle Leistungen zu.

Heute profitieren wir wie selbstverständlich in allen Bereichen des Lebens von der „Electrizität“. Dabei sollten wir uns als Leser der Werke Vernes bewusst werden, welch eines Glaubens an den technischen Fortschritts es bedurfte, um diese breitenwirksame Umsetzung schon im 19. Jahrhundert zu erkennen.