Allgemeine Fragen der Technik. Von Ingenieur P. K. von Engelmeyer, Moskau. (Fortsetzung von S. 129 d. Bd.) Allgemeine Fragen der Technik. Psychologische Betrachtungen. Gewöhnlich unterscheidet man grundsätzlich das spontane Erfinden von dem Entwerfen, von der Arbeit auf ein von aussen gegebenes Programm. Betrachtet man indessen diese zwei Arten des technischen Schaffens mit dem Auge des Psychologen, so sieht man keinen wesentlichen Unterschied. Ob die technische Aufgabe von aussen gegeben, oder ob sie spontan entstanden, ist insofern gleichgültig, als die Lösung in beiden Fällen intuitiv erschaut werden muss. Vergebens würde man einen Unterschied wieder darin suchen, dass dem entwerfenden Techniker ein fertiges Programm vorliegt, dass er somit die Bedingungen stets vor Augen hat, denen sein Werk entsprechen muss, wogegen dies beim Erfinden nicht derart sichtbar scheint. Wenn der Erfinder sich über die gleichen Bedingungen nicht volle Klarheit verschafft, so bringt er nichts Praktisches hervor. Es ist nicht anzunehmen, dass A. Graham Bell sein eminent praktisches Telephon fertiggestellt hätte, wenn ihm nicht alle Anforderungen der Praxis gegenwärtig gewesen wären. Jener Erfinder, der nicht wie ein entwerfender Techniker vorgeht, d.h. nicht zu jeder Zeit sein Ziel vor Augen hat, ist ein spielender Sportsmann, aber kein Techniker. Auf diese Thatsache stützend, machen wir keinen Unterschied zwischen Erfinden und Entwerfen. Wenn der Techniker sich an die Lösung seiner Aufgabe macht, so ist es von der grössten Wichtigkeit, dass er sie lieb gewinne, um sie erfolgreich zu lösen. Denn die Liebe zur Aufgabe ist immer der Vorschmack der entstehenden Lösung. Indem er nun, wie Newton, an seine Aufgabe „oft“ denkt, entsteht in ihm die Idee seines Werkes. Das ist allerdings bald gesagt, doch nicht so bald geschehen, insbesondere wenn die zu lösende Aufgabe von dem bereits Bekannten beträchtlich abweicht. Zuerst entsteht in der Regel ein unbestimmtes Vorausahnen, welches empfinden lässt, dass die Lösung auf einem bestimmten Wege zu finden sei. Meist ist diese Ahnung derart dunkel, dass man einem Anderen sein Vorhaben kaum auszusprechen im stande ist. Aber es ist eigenartig! der Erfinder fühlt sich doch schon im Besitz einer neuen Wahrheit. Er glaubt an sie. er fühlt sich zu den Auserwählten erkoren. Dieser Glaube und diese Liebe sind es, die die vieljährigen Mühen leicht erscheinen lassen und sie mit Erfolg krönen. Aber derselbe Glaube veranlasst auch, an Dingen, wie das „perpetuum mobile“ zu arbeiten. Leider ist es unmöglich, in unserem Inneren die verführerische Stimme des Irrtums von der göttlichen Stimme der Wahrheit zu unterscheiden, wenn unsere Vorkenntnisse der Naturvorgänge der Bestimmtheit entbehren. Nur muss gesagt werden, dass hier, im ersten Akte, die Vorkenntnisse noch nicht der eigentlichen Wissenschaft angehören; es genügt vielmehr eine empirische Sachkenntnis. Man muss in sich ein richtiges Gefühl, eine Art Wahrheitssinn im betreffenden Fach ausgebildet haben. Darum sehen wir so viele geniale Erfindungen von nicht wissenschaftlich Gebildeten angebahnt. Eher angebahnt als vollendet, denn zur vollkommenen Ausführung gehört noch das Wissen des zweiten Aktes und das Können des dritten. Wie gesagt, die erste auftauchende Intuition erscheint ihrem Träger meist nur dunkel. Es ist eine Sphinx, deren Bild enthüllt werden muss. Man fühlt deutlich, dass die Aufgabe gelöst ist, dass man die Lösung im Geiste trägt, nur ist die Lösung im dunkelsten Winkel des Geistes verborgen. Da nun in diesen geheimen Winkel das Licht des Bewusstseins nicht fällt, so kann man die Sphinx nicht direkt betrachten. Und nun geht im Erfinder etwas Aehnliches vor, wie bei dem in manchen Gegenden verbreiteten Kinderspiel, das darin besteht, dass man einen versteckten Gegenstand aufsucht, während Einer, der den Bergungsort kennt, auf dem Klavier spielt und den Ton verstärkt, sobald sich der Suchende dem Orte nähert. Die Einbildungskraft schöpft aus der Erfahrung verschiedene Einzelheiten und die Sphinx wählt sich, was ihr passt. Letzteres prägt sich ein, das übrige weicht aus dem Bewusstsein, und diese Arbeit dauert fort, bis man für die Hauptbestandteile wenigstens annähernd passende Formen gefunden hat. Darin besteht das, was als Austragen seiner Idee oft benannt wird. Die intuitive Entstehung einer Idee kostet keine Mühe. Bei einer nichtigen Unterhaltung, ja sogar im Schlafe kommen zuweilen kostbare Gedanken. Aber das Austragen einer dunklen Idee bis zur vollen Aufklärung, bis die Möglichkeit erreicht wird, die Idee wenigstens einem anderen fassbar zu machen, ist zuweilen eine höchst peinliche Arbeit. Nur der Glauben an seine Sphinx führt zum Ziel. Diese Arbeit muss auf spekulativem Wege vor sich gehen. Papier und Bleistift, die im zweiten Akte unbedingt nötig sein werden, sind hier eher hinderlich. Das Papier hat ja nur zwei Ausdehnungen, wogegen ein sachliches Gebilde drei. Ausserdem kommt es jetzt hauptsächlich darauf an, sich möglichst viele Einzelheiten ins Bewusstsein zu rufen. Zumeist muss noch das der Erfahrung Entnommene entsprechend den Forderungen der Sphinx sich etwas abändern lassen. Die leichtesten Striche auf dem Papier sind doch realer, konkreter und unbeweglicher, als jene luftigen, elastischen Formen der Einbildungskraft und fesseln die Aufmerksamkeit. Die Einbildungskraft dreht sich unwillkürlich um diesen zufälligen, aufgedrängten Schwerpunkt. Ganz anders ist es, wenn ein solcher Schwerpunkt durch die freie Auslese entstanden ist. Das ist ein lebender Kern, der bald andere Glieder an sich heranzieht. Die Psychologie des zweiten Aktes ist einfacher. Es ist ein logisches, wissenschaftliches Denken. Die Phantasie verschwindet mehr und mehr vor der nüchternen Reflexion. Das faktisch Bestehende ist hier Gesetz. Im ersten Akte war die Naturkunde nur nötig als Wahrheitssinn, als Milieu, nur als Schutzmittel, um nicht an Ungereimtheiten zu glauben. Der zweite Akt kann dagegen ganz unerwartet Aufschlüsse aus den allerverschiedensten und neuesten Gebieten der Wissenschaft erheischen. Was endlich den dritten Akt anbelangt, so ist die psychologische Physiognomie desselben mit einem Worte klar gemacht: es ist ein Gewerbe. Dreiakt im praktischen Maschinenbau. Sämtliche Einzelfälle, die im fabriksmässigen Maschinenbau vorkommen, lassen sich in eine kleine Zahl typischer Fälle einreihen. Der allereinfachste Fall ist der, wenn eine in allen Teilen genaue Nachbildung einer als Muster gegebenen Maschine ausgeführt wird. Ein anderer Fall tritt ein, wenn man sich an die Form und Anordnung eines Systems hält, jedoch der Maschine der Bestellung gemäss andere Dimensionen gibt. Es soll z.B. eine Worthington'sche Pumpe von dieser oder jener Leistung gebaut werden. Ein weiterer Fall tritt ein, wenn Aenderungen in der Form und der Anordnung der Teile zu machen sind, wobei höchstens nur die Hauptarbeitsteile, etwa Triebzeug und Werkzeug, einer bekannten Maschine fertig entnommen werden. Endlich gibt es noch einen, obgleich seltenen Fall, wenn eine neue, noch nie dagewesene Maschine konstruiert wird. Hierher gehört z.B. der Bau der ersten Druckpresse, die Ausarbeitung eines Mannesmann-Walzwerkes u.s.w. Der letzte Fall fällt mit der Erfindung zusammen. Nehmen wir Abstand vom ersten Fall, der rein gewerblichen Nachbildung nach fertigen Schablonen, so lassen sich sämtliche Fälle, bei welchen irgend ein Entwerfen nötig ist, folgendermassen einteilen: 1. Fall: Bau einer ganz und gar neuen Maschine, wobei keine Grundlagen, ausser der Art der Arbeit, gegeben sind und folglich mit der Erfindung der Arbeitsorgane selbst angefangen werden muss. Dieser allerdings nur seltene Fall heisst in der Umgangssprache die Erfindung einer neuen Maschine. 2. Fall: Bau einer Maschine, wobei die hauptsächlichsten Arbeitsteile gegeben sind und es sich darum handelt, neue Uebersetzungen zu schaffen, die Form und Anordnung vieler Teile umzuändern. Dieser Fall heisst Verbesserung, Vereinfachung, Neuerung u.s.w. 3. Fall: Bau einer Maschine, wobei alle Teile in ihrer Form und Anordnung gegeben und nur ihre Dimensionen zu ändern sind. Dieser Fall heisst Anwendung eines Systems je nach den Forderungen der Bestellung. Der zweite und der dritte Fall kommen in dem praktischen Maschinenbau am häufigsten vor. Analysieren wir die drei Fälle des praktischen Maschinenbaues, so entdecken wir in dem ersten Fall den vollen Dreiakt, in dem zweiten Fall den zweiten und dritten Akt, im dritten Fall nur den dritten Akt des Dreiaktes. Hierzu nur wenige Erläuterungen! Der erste Akt fängt auch hier mit der Entstehung der Intuition an und endigt mit der Aufklärung derselben. Wenn somit die Idee einer neuen Maschine ausnahmsweise gleich anfangs klar ins Bewusstsein tritt (was eher bei einfacheren Gebilden vorkommt), so hat der erste Akt nur ein Moment gedauert. In der Regel sieht man sich aber genötigt, seine Idee sich selbst gegenüber erst aufzuklären. Wie gesagt, dieses Lesen muss spekulativ geschehen. Wenn der Maschinenbauer, behufs der schnelleren Verkörperung seiner Idee, zu mechanischen Tafeln und Hilfsbüchern greift, so fühlt er bald, dass er sich von seinem Ziele mehr entfernt, als dass er demselben näher rückt. Der zweite Akt findet die Maschine unter der Form einzeln stehender Bestandteile vor, und seine Aufgabe ist es, die verschiedenen Verbindungsglieder auszuarbeiten, damit die Bewegung der Arbeitsteile auf die vernünftigste Art und Weise gesichert werde. Wenn die Aufgabe der Uebertragung der Bewegungen gelöst ist, so bestimmt diese Lösung zugleich die Form und die hauptsächlichsten Masse der Details, sowie die darauf wirkenden Kräfte. Als Ergebnis des zweiten Aktes entsteht noch nicht das, was ein Entwurf der Maschine genannt wird, sondern es entsteht ein Schema, welches in geometrischen Linien die wesentlichen Teile in ihrer Anordnung wiedergibt. Der zweite Akt bestimmt das, was man gewöhnlich als System oder Typus einer Maschinengattung nennt. Schauen wir auf die Entwickelung des Zweirades zurück, so gestaltet sie sich als die Aufeinanderfolge folgender Systeme (auch Typen): Das System Michaux mit zwei Rädern gleichen Durchmessers und mit Fusstritten, welche auf der Vorderachse sitzen; alsdann das amerikanische System mit grossem Vorderrade und Gummireifen, endlich das Rower-System mit gleich grossen Rädern und Fusstritten auf einer Vorgelegewelle. Der dritte Akt bestimmt die Konstruktion der Maschine. Dies ist Sache des Konstrukteurs, der nach dem Schema einen vollständigen Entwurf macht und ihn sodann in die Werkstatt abgibt. Das Fertigen eines Entwurfes nach einem gegebenen Schema ist eine gewerbsmässige Arbeit. Verschiedene Details, wie Zahnräder, Lager, werden einfach aus Tabellen und Diagrammen entnommen. Andere verlangen eine elementare Berechnung, während man das übrige wieder fertig vorfindet. Untersuchen wir geschichtlich den Entwickelungsgang der verschiedenen heutigen Maschinen, so sehen wir, dass fast eine jede das Arbeitsergebnis sehr vieler Erfinder ist. Das ändert aber an der Sache gar nichts. Ob die Maschine aus den Händen eines einzigen Technikers fix und fertig herauskommt, oder ob ganze Geschlechter sie allmählich zusammenbringen, überall sehen wir den Dreiakt, entweder in sichtbaren drei Einzelakten, oder in einer verdichteten Form, oder endlich die einzelnen Akte hervortreten. Dreiakt in der Maschinenlehre. Die Maschine wurde im vorstehenden unter vier Gesichtspunkten der Betrachtung unterzogen, wobei vier Schulen der Maschinenlehre entstanden waren: die technologische, die kinematische, die konstruktive und die wirtschaftliche. Es wurde ferner gesagt, dass die einzelnen Schulen nur einzelne Seiten der Maschine hervorheben: die technologische sieht in derselben nur die Lösung einer technologischen, die wirtschaftliche einer wirtschaftlichen Aufgabe, die kinematische betrachtet nur den mechanischen Bestand derselben, und die konstruktive Schule zerlegt die Maschine in ihre Einzelteile und beschäftigt sich nur mit diesen. Die Maschine wird mit gutem Grund als Vertreterin der Technik dahingestellt: sie ist ebenso vielseitig, wie die Technik selbst. Wie die Technik, so ist die Maschine zugleich Mittel und Zweck. Betrachtet man die Maschine als künstliches Erzeugnis zum Zwecke einer technischen Leistung, so denkt man technologisch, den Zweck der Maschine hervorhebend und sie als Mittel anschauend. Die Maschine verrichtet aber ihre technologische Arbeit unter Ausführung bestimmter Bewegungen. Betrachtet man die Bewegung der Hauptarbeitsteile als Zweck, so erscheint der mechanische Bestand (der Mechanismus) als Mittel und man steht auf dem kinematischen Standpunkt. Betrachtet man endlich den Mechanismus als gegebenen Zweck, so erscheint das Mittel hierzu, die Einzelteile zweckmässig zu gestalten. Das ist die konstruktive Ansicht. Nun reihen sich, aber die drei Betrachtungsweisen genau nach den oben entwickelten drei Elementen der zielbewussten Handlung, dem Wollen, dem Wissen und dem Können. Die technologische Ansicht betrachtet die Maschine als Mittel, einem Wollen Genüge zu thun. Hernach tritt in Scene das Wissen und lehrt das Gewollte in der vernünftigsten Weise zu erzielen. Das bewirkt die kinematische Bearbeitung. Zur Ausführung gehört auch noch das Können, und diesem entspricht in der Maschinentheorie die Konstruktionslehre. Die technologische Maschinenlehre steht somit auf der Stufe des ersten Aktes, die kinematische auf der des zweiten, die konstruktive des dritten Aktes. Die dreifaltige Betrachtung der Maschine lässt sich endlich auch einheitlich als synthetische Maschinenlehre ausdrücken. Sie umfasst drei zusammenhängende Lehrsätze: 1. Die Maschine ist ein künstliches körperliches Gebilde, welches unter gegenseitiger Bewegung seiner Teile auf mechanischem Wege eine technische Aufgabe löst. 2. Der kinematische Bestand einer Maschine heisst Mechanismus. 3. Der bauliche Bestand einer Maschine heisst Konstruktion. Der Techniker bringt entweder körperliche Gebilde oder zeitliche Verfahren hervor, um seine Aufgaben zu lösen. Die körperlichen Gebilde zerfallen wieder in zwei Klassen: in solche, wo Bewegungen erfolgen und solche, wo Bewegungen vermieden sein sollen. Die letzte Klasse nennen wir Bauwerk. Der dritte Lehrsatz reiht unter der letzten Klasse die Maschinendetails, und in der That wird auch jeder Teil so geformt und dimensioniert, damit keine innere Bewegung (etwa Verbiegung) eintrete. Dies bewirkt die Konstruktionslehre. Nur unter dieser Bedingung bleiben die inneren Bewegungen in der Maschine eindeutig kinematisch bestimmt, und diese Bewegungen sind es, die den Zweck der Maschine erfüllen, in anderen Worten deren technologische Aufgabe lösen. In einer Maschine unterscheidet man das Prinzip, das System und die Konstruktion. Die allgemein übliche Unterscheidung hat indessen noch nicht die volle Klarheit erhalten, und ich glaube den Grund davon wieder darin zu erblicken, dass man die logische und die psychologische Analyse nicht weit genug getrieben hat. Der Dreiakt bringt auch hier das nötige Licht hinein. Das Prinzip ist das Ergebnis des ersten Aktes, das System des zweiten, die Konstruktion des dritten. Einem Prinzip können mehrere Systeme, einem System mehrere Konstruktionen entsprechen. Beispiele dieser Art Verzweigung der Dreiakte kennen wir schon. Das Prinzip sagt allgemein, in welcher Art und Weise eine technische Aufgabe maschinell zu lösen sei. Das System umfasst eine Reihe Konstruktionen und hebt die allen Konstruktionen gemeinschaftlichen Hauptteile hervor, welche das Prinzip verwirklichen und die Aufgabe lösen. Die Maschinenlehre entspringt dem Bedürfnis, die zahllosen Erscheinungen auf dem Maschinengebiete verständlich zu machen, behufs Erleichterung des Denkens über Maschinen, oder, nach E. Mach's trefflichem Ausdrucke, um in Gedanken möglichst ökonomischer experimentieren zu können. Die Oekonomie im Denken wird bekanntlich dadurch erzielt, dass man die zahllosen wirklichen Erscheinungen in wenigere Begriffe, und diese wieder in noch wenigere Ideen zusammenfasst. So schreitet die Aufbauung einer jeden Wissenschaft, oder das, was man Induktion nennt, von der Erscheinung (dritter Akt) zum Begriffe (zweiter Akt), und von diesem zur Idee (erster Akt) empor. Sobald dieser Gipfel erreicht worden ist, die umfassendsten Ideen gewonnen sind, wird die Wissenschaft deduktiv ausgebildet, indem man das Gebiet nach den Ideen einteilt (erster Akt), ferner diese Bezirke wieder nach den Begriffen zergliedert (zweiter Akt), und endlich die Erscheinungen beschreibt (dritter Akt). Jede fertig dastehende arbeitsfähige Maschine durchläuft in ihrer Entstehung den dreiaktigen Prozess, wobei nacheinander ihre technologische, ihre kinematische und ihre konstruktive Seite in die Erscheinung tritt. Kein Wunder, dass dieselben Seiten der fertigen Maschine stets anhaften! Will man sich von dieser Thatsache überzeugen, so hat man kein besseres Mittel, als irgend eine beliebige. Maschine eingehend zu beschreiben. Die erste Frage, die sich hierbei aufdrängen wird, ist: „Was für eine Arbeit hat die Maschine zu verrichten?“ Ist diese (technologische) Frage beantwortet, so stellt sich die nächste ein: „In welcher mechanischen Art und Weise verrichtet die Maschine ihre Arbeit, oder: wie ist sie als Mechanismus beschaffen?“ Diese Frage beantwortet die kinematische Analyse. Zuletzt tritt die Frage nach der Konstruktion auf, nach der räumlich-formalen Gestaltung der Bestandstücke. Dass der Gang der Beschreibung und auch des Verständnisses einer Maschine gerade dieser und kein anderer sein kann, liegt in den Eigenschaften unserer eigenen Denkmaschine, und von seiner Richtigkeit überzeugt man sich sofort, wenn man den umgekehrten Weg einzuschlagen versucht. Versetzen wir uns in die 60er Jahre, wo man von der Dynamomaschine noch keine Ahnung hatte, wo nur das elektrisch betriebene Spielzeug bekannt war. Nun wäre jemand gekommen und hätte gesagt: Es ist eine neue Maschinengattung, Dynamomaschine genannt, erfunden worden, die aus Eisen, Kupfer und Isoliermaterial so und so konstruiert ist – und damit Punktum! Was hätte man aus einer solchen Beschreibung gewonnen? Alles andere, nur kein Verständnis für die Dynamomaschine. Nur einen Maler (etwa einen Cliché-Zeichner) dürfte dies zufrieden stellen, denn es handelt sich für ihn nur um die äussere Form. Dem Techniker dagegen ist die Form das letzte: er will vor allem die technische Idee, alsdann die mechanische Verwirklichung derselben erfassen. (Fortsetzung folgt.)