Thomas Alva Edison

Bedeutung und zentrale Leistungen

Thomas Alva Edison (* 11. Februar 1847 in Milan, Ohio; † 18. Oktober 1931 in West Orange, New Jersey) war ein US-amerikanischer Erfinder, Elektroingenieur und Unternehmer. Er arbeitete vor allem an Elektrizität, Telekommunikation sowie Medien für Ton und Bild. Seine besondere Leistung bestand nicht nur in einzelnen Erfindungen, sondern darin, technische Entwicklungen zu marktfähigen Gesamtsystemen zu verbinden. Dazu gehörten Stromerzeugung, Stromverteilung, Messgeräte und elektrische Konsumprodukte.

Edison prägte besonders die Einführung des elektrischen Lichts und die Elektrifizierung New Yorks. Seine Arbeiten am Phonographen, am Telefon, an Filmtechnik, Batterien, chemischen Verfahren und der Zementproduktion wirkten ebenfalls weit über seine Unternehmen hinaus. Das von ihm aufgebaute Forschungslabor mit spezialisierten Mitarbeitern gilt als Vorbild moderner industrieller Forschungs- und Entwicklungsabteilungen.

Im Laufe seines Lebens reichte Edison insgesamt 1093 US-Patente ein; weitere Erfindungen entstanden gemeinsam mit anderen Forschern. Seine Leistungen waren überwiegend Teamarbeit. Ab 1875 lagen seine wichtigsten Beiträge zunehmend in der technologischen Leitung, Organisation und Finanzierung, auch wenn die Patente meist seinen Namen trugen.

Vom Telegrafisten zum Erfinder-Unternehmer

Edison erhielt nur wenige Monate geregelten Schulunterricht und wurde anschließend von seiner Mutter unterrichtet. Er war seit seiner Kindheit schwerhörig. Ab 1859 verkaufte er Süßigkeiten und Zeitungen in Zügen. 1862 lernte er Telegrafentechnik und arbeitete von 1863 bis 1868 an wechselnden Orten als Telegrafist. Weil Telegrafisten ihre Geräte und Batterien häufig selbst warten mussten, gewann er früh praktische elektrotechnische Kenntnisse.

1868 veröffentlichte Edison einen Bericht über eine Duplex-Technik, mit der zwei Nachrichten gleichzeitig über eine Leitung übertragen werden konnten. Im selben Jahr meldete er sein erstes Patent an, einen elektrischen Stimmenzähler. Dieser fand keinen Absatz, weil Abgeordnete das langsamere Abstimmungsverfahren politisch nützlicher fanden. In New York arbeitete Edison ab 1869 an Börsenkursanzeigern und Drucktelegrafen. 1870 gründete er in Newark seine erste eigene Entwicklungs- und Fertigungswerkstatt.

Ein wichtiges Problem der Telegrafie war die begrenzte Kapazität der teuren Leitungen. Edison steigerte bei automatischen Telegrafen die Übertragung von zuvor 60 bis 120 auf 500 bis 1000 Wörter je Minute. Mit dem Quadruplextelegrafen konnten vier Nachrichten gleichzeitig übertragen werden: Spannungsamplitude und Polarität trugen verschiedene Signale, während die Duplextechnik beide Übertragungsrichtungen nutzte. Der Verkauf entsprechender Rechte verbesserte 1875 seine finanzielle Lage und ermöglichte den Aufbau eines Erfinderlabors.

Der 1876 patentierte elektrische Stift perforierte beim Schreiben eine Vorlage, die als Schablone zur Vervielfältigung diente. Er war Edisons erstes Produkt für einen breiten Markt, blieb in seiner elektrischen Form aber weniger erfolgreich als der später daraus entwickelte Edison Mimeograph.

Phonograph, Telefon und elektrisches Licht

Am 18. Juli 1877 erfand Edison den Phonographen, ein Gerät zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Schall. Beobachtungen an geprägten Papierstreifen automatischer Telegrafen hatten ihn darauf gebracht, mechanisch gespeicherte Schwingungen als Ton wiederzugeben. Als erste Aufnahme nannte er den Kinderreim „Mary had a little lamb“. Der Phonograph wurde im November 1877 öffentlich vorgestellt und am 19. Februar 1878 patentiert.

Ebenfalls 1877 verbesserte Edison mit dem Kohlegrießmikrofon die Telefontechnik. Schallwellen verändern dabei den elektrischen Widerstand einer Kohlefüllung und modulieren einen von außen eingespeisten Strom. So entstand ein stärkeres Signal, das verständliche Gespräche über deutlich größere Entfernungen ermöglichte. Die Konstruktion blieb in verbesserter Form bis in die 1970er Jahre gebräuchlich.

Für elektrisches Licht entwickelte Edison kein isoliertes Gerät, sondern ein vollständiges Versorgungssystem aus Glühlampen, Generatoren, Schaltern, Sicherungen, Leitungen und Verbrauchszählern. 1879 gelangen Lampen mit hochohmigem Kohlefaden und guter Vakuumversiegelung. Der 21. Oktober 1879 gilt häufig als Erfindungsdatum der praktischen Glühlampe; neuere Quellen bestätigen die verbreitete Darstellung einer damals 40 Stunden brennenden Lampe jedoch nicht. Laborbücher nennen beginnende Baumwollfaden-Tests am 21. Oktober und etwa 14,5 Stunden Brenndauer am 23. Oktober. Bis zu 1000 Stunden wurden erst nach drei weiteren Entwicklungsjahren erreicht. Das grundlegende Patent Nr. 223.898 wurde am 4. November 1879 beantragt und am 27. Januar 1880 erteilt.

Der elektrolytische Stromzähler maß Gleichstrom über die Gewichtsveränderung von Elektroden. Ein Gramm Gewichtsdifferenz entsprach 1000 Lampenbrennstunden; eine Lampenbrennstunde entsprach 800 mAh beziehungsweise bei 110 V genau 88 Wh. Obwohl der Zähler genau und störungsarm war, misstrauten ihm manche Verbraucher, weil sie den Verbrauch nicht direkt ablesen konnten.

Elektrifizierung, Unternehmen und spätere Technik

Am 4. September 1882 eröffnete in der New Yorker Pearl Street das erste Zentralkraftwerk der USA. Sechs Dampfmaschinendynamos von jeweils 27 Tonnen und 100 kW versorgten zunächst etwa 1100 Lampen. Am 1. Oktober 1882 gab es 59 Abnehmer, ein Jahr später 513. Edisons Dreileitersystem verringerte die benötigten Kabelquerschnitte und sparte Kupfer. Eine besondere Verkabelung hielt die Spannung im Netz konstant, damit die Leuchtkraft nicht mit der Entfernung vom Kraftwerk abnahm.

Aus der Edison Electric Light Co. entstand ein Verbund von Produktions- und Versorgungsgesellschaften. 1883 wurde in Zusammenarbeit mit Emil Rathenau die Deutsche Edison-Gesellschaft für angewandte Elektrizität gegründet, die spätere AEG. Ende 1886 beschäftigten Edisons Unternehmen etwa 3000 Menschen und verfügten über rund zehn Millionen Dollar Kapital.

Im „Stromkrieg“ der späten 1880er Jahre verteidigte Edison sein 110-Volt-Gleichstromsystem gegen das Wechselstromsystem von George Westinghouse und Nikola Tesla. Wechselstrom setzte sich wegen technischer Vorteile durch: Er eignete sich besser für große Entfernungen und für die Nutzung entfernter Wasserkraftwerke. Edison bezeichnete sein Festhalten am Gleichstrom später als einen seiner größten Fehler. 1890 wurden seine Elektrofirmen zur Edison General Electric Co. zusammengeführt. Diese fusionierte 1892 mit Thomson-Houston zur General Electric Co.; Edison verlor dabei erheblich an Einfluss.

In West Orange ließ Edison ab 1887 ein etwa zehnmal größeres Labor errichten. Dort entstanden der Kinetograph als Vorläufer der Filmkamera, das Kinetoskop als Betrachtungsgerät und 1893 das Filmstudio „Black Maria“. Der 35-mm-Film mit Lochperforation wurde zum Industriestandard. Ein 1897 entwickelter Projektionsapparat machte das Filmgeschäft erfolgreich; 1918 beendete Edison seine Aktivitäten in diesem Bereich.

Weitere Projekte verliefen unterschiedlich. Die großtechnische Aufbereitung eisenarmer Erze scheiterte und wurde sein größter finanzieller Fehlschlag. Erfolgreicher waren automatisierte Zementwerke und ein Drehrohrofen, der zum Industriestandard wurde. Der Nickel-Eisen-Akkumulator ging nach langen Versuchsreihen in Produktion und wurde unter anderem für Bergbaulampen und Fahrzeuge verwendet. Während des Ersten Weltkriegs errichtete Edison Fabriken für Chemikalien wie Phenol, Anilin und Benzidin-Verbindungen. Sein letztes Unternehmen, die 1927 gegründete Edison Botanic Research Company, untersuchte etwa 17.000 Pflanzen und entwickelte ein Verfahren zur Kautschukgewinnung aus Goldruten; wegen synthetischer Materialien blieb es bedeutungslos.

Arbeitsweise, wirtschaftliche Grenzen und Wirkung

Edisons Labore verbanden wissenschaftliche Versuche, Werkstätten, spezialisierte Fachkräfte und wirtschaftliche Planung. Für Kohleglühfäden wurden nach 18 Monaten Versuchsarbeit Fasern zahlreicher tropischer Pflanzen verglichen; am geeignetsten erschien die japanische Bambusart Phyllostachys bambusoides („Madake“). Allein die Arbeiten an Glühlampe und Infrastruktur sollen etwa 40.000 Seiten Versuchsaufzeichnungen umfasst haben. Fehlschläge galten als Erkenntnisschritte. Edison arbeitete gleichzeitig an mehreren Projekten und konnte bei Hindernissen zwischen ihnen wechseln.

Zu seinen Mitarbeitern gehörten unter anderem Charles Batchelor, John Kruesi, Ludwig Karl Böhm, Francis Robbins Upton und William K. L. Dickson. Edison band Spezialisten ein und beteiligte wichtige Mitarbeiter teilweise an späteren Erlösen. Die persönliche, auf ihn zugeschnittene Organisation funktionierte im Labor gut, war für Unternehmen mit mehreren tausend Beschäftigten aber ungeeignet. Seine Haltung fasste er in den Sätzen „Genialität besteht zu einem Prozent aus Inspiration und zu 99 Prozent aus Transpiration“ und „Es gibt keine Organisation. Ich bin die Organisation“ zusammen.

Zu den bekannten Entwicklungen zählen der elektrische Stimmenzähler (1868), der Quadruplextelegraf (1874), der Phonograph und das Kohlekörnermikrofon (1877), die Kohlefaden-Glühlampe (1879), das Edison-Gewinde und der Elektrizitätszähler (1881), das Einphasen-Dreileiternetz (1882), Kinetograph und Kinetoskop (1891), der Drehrohrofen (1903) und die Diamond Disc (1911). Das Edison-Gewinde wird noch bei Bezeichnungen wie E 14 und E 27 verwendet. Die Jahreszahlen beziehen sich auf die erste Patentanmeldung; Erfindung, Patentierung und Vermarktung konnten in verschiedene Jahre fallen.

Edisons große Zahl von Patenten führte zu zahlreichen Rechtsstreitigkeiten. Allein um die Glühlampenpatente wurden in den USA zwischen 80 und 90 Prozesse geführt, dazu mindestens 125 weitere um verbundene elektrische Technik. Kein bekannter Prozess führte zur gerichtlichen Aufhebung eines seiner US-Patente. Die hohen Kosten und Patentverletzungen trugen jedoch zur wirtschaftlichen Schwächung seiner Unternehmen bei.

Als Geschäftsmann war Edison nur mäßig erfolgreich. Er verdiente vor allem an Patentlizenzen, kontrollierte viele nach ihm benannte Unternehmen aber nicht vollständig. Technische Fehlentscheidungen, mangelndes Interesse am Tagesgeschäft und langsame Reaktionen auf veränderte Märkte führten dazu, dass seine Firmen häufig nur vorübergehend marktbeherrschend waren.

Seine Innovationen hatten dennoch weitreichende Folgen: Elektrisches Licht verlängerte gesellschaftliche und industrielle Aktivitäten in die Abendstunden, Stromnetze veränderten Produktion und Haushalte, und Telefontechnik beschleunigte Kommunikation und Handel. Der Phonograph machte Musik unabhängig von Ort und Zeit einer Aufführung verfügbar. Münzphonographen und später Heimgeräte schufen einen Massenmarkt für Tonträger und förderten die internationale Verbreitung von Musikstilen. Edison starb am 18. Oktober 1931. Die heutige Forschung relativiert das frühere Bild des allein arbeitenden Genies und betont stattdessen seine Bedeutung für Teamarbeit, systematische Entwicklung und die Verbindung von Erfindung, Produktion, Finanzierung und öffentlicher Vermittlung.