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Erstes Patent für einen Elektromotor

Vor 185 Jahren: Thomas Davenports „propelling machinery“

In Zeiten, in denen man noch nicht mit wenigen Klicks Neuigkeiten mit der ganzen Welt teilen konnte, arbeiteten oft viele Forscher am gleichen Problem, ohne voneinander zu wissen. Nicht selten kamen sie nahezu zeitgleich zu ähnlichen Lösungen. Als der Schutz geistigen Eigentums noch in den Kinderschuhen steckte, wurden selbst bahnbrechende Erfindungen oft nicht zum Patent angemeldet – und blieben somit nicht selten unbemerkt und praktisch wertlos.

Thomas Davenport gehörte aber nicht nur zu den Pionieren der Elektrotechnik, sondern auch zu den ersten Erfindern, die verbrieftes geistiges Eigentum zu schätzen wussten – und ihm ein Stück Unsterblichkeit verdanken. Sein Patent, das er am 25. Februar 1837 in den USA erhielt, trägt die Nummer US132A . Es war das weltweit erste Patent auf einen Elektromotor.

Erstes Patent, aber nicht der Erste

In den Vereinigten Staaten konnte man im Prinzip bereits seit 1790 Patente beim „Superintendent of Patents“ anmelden, der dem Außenminister unterstand. Als Behörde wurde das Patentamt, das heute USPTO heißt, aber erst 1836 eingerichtet, und erst ab dann wurden die Patentanmeldungen durchnummeriert. Davenport gehörte also zu den ersten Anmeldern beim frisch gegründeten US-Patentamt.

Heute wissen wir: Davenport erhielt zwar das erste Patent, war aber mitnichten der erste, der einen Elektromotor baute. Etliche Wissenschaftler weltweit waren vor ihm oder parallel damit erfolgreich, Elektrizität als Antriebsquelle zu entdecken. Aber nur die wenigsten von ihnen hatten sich um Schutzrechte bemüht.

Der Schmied als Elektro-Pionier

Die Zeit für den Elektromotor war reif: Nachdem Allessandro Volta 1800 die Batterie erfunden, Hans Christian Oersted 1820 ein magnetisches Feld aus elektrischem Strom erzeugt, Michael Faraday 1821 die elektromagnetische Rotation entdeckt und William Sturgeon 1825 einen Elektromagneten gebaut hatte, war der Elektromotor der logische nächste Schritt.

Davenport, geboren 1802 in Williamstown (Vermont) war gelernter Schmied. 1833 besorgte er sich bei Joseph Henry, einem weiteren US-Technik-Pionier, der neben Faraday als Entdecker der elektromagnetischen Induktion gilt, einen Elektromagneten und begann mit eigenen Experimenten. Schon im folgenden Jahr soll er seinen ersten Gleichstrom-Elektromotor gebaut und öffentlich vorgeführt haben. Es heißt, er wollte ihn eigentlich bereits 1835 zum Patent angemeldet haben – warum daraus nichts wurde, ist unklar.

Modell im Museum

„Improvement in propelling machinery by magnetism and electro-magnetism“ heißt das Patent, das Davenport 1837 erhielt. Mit der Anmeldung hatte er ein Modell eingereicht. Da es bei einem Feuer im Patentamt zerstört wurde, bastelte er noch ein zweites, möglicherweise verbessertes Modell, das heute im National Museum of American History der Smithsonian Institution in Washington zu sehen ist: Ein Holzsockel trägt einen ringförmigen Permanentmagneten, in dem sich vier rot lackierte, halbmondförmige Elektromagnete drehen, die von einem Kommutator umgeschaltet werden. Die „machinery“ soll etwa 1000 Umdrehungen pro Minute und eine Leistung von rund 4,5 Watt geschafft haben.

Davenport erkannte das Potential seiner Erfindung: Bald würden Motoren hergestellt werden, die nur auf Basis zweier galvanischer Magnete die größten Maschinen antreiben könnten, soll er prophezeit haben. Aber es sollte ihm nicht bestimmt sein, den technischen Fortschritt dauerhaft voranzutreiben. Davenports Patent blieb praktisch wohl weitgehend folgenlos.

Spannung lag in der Luft

Die Forschung im 19. Jahrhundert war spannungsgeladen: der Strom und seine Anwendungsmöglichkeiten „elektrisierten“ gleichsam die Wissenschaft. 1820 entdeckte André-Marie Ampère, dass man ein durch Stromfluss erzeugtes Magnetfeld durch eine Drahtspule noch verstärken kann. Zwei Jahre später soll Peter Barlow den ersten funktionsfähigen elektrischen Motor, das Barlowsches Rad, zusammengebastelt haben, der allerdings noch zu schwach für jeglichen praktischen Nutzen war.

Ányos Jedlik, ein ungarischer Priester, soll 1829 einen Gleichstrommotor gebaut (und später auch als erster das elektrodynamische Prinzip entdeckt) haben. 1835 bauten die beiden Holländer Sibrandus Stratingh und Christopher Becker einen Elektromotor, der ein kleines Modellfahrzeug antreiben konnte. Auch Davenport soll eine Art Spielzeug-Eisenbahn mit seinem Motor in Bewegung gesetzt haben.

1834 konstruierte Moritz Hermann Jacobi in Potsdam den vielleicht ersten praxistauglichen Elektromotor. Zar Nikolaus I. lockte ihn mit finanzieller Unterstützung nach Russland, wo Jacobi 1838 ein Schaufelrad-Boot für ein gutes Dutzend Personen mit einem neuen Elektromotor antrieb – möglicherweise die erste praktische Anwendung eines E-Motors.

Das alte Problem: (zu) teure Batterien!

Jacobis Bootsmotor wurde von teuren Zink-Platin-Batterien gespeist wird. Die hohen Herstellungskosten für Batterien waren (und sind?) das größte Problem leistungsstarker Elektromotoren. Dampfmaschinen waren seinerzeit wesentlich billiger und rentabler. Später setzte sich dann der Verbrennungsmotor durch.

Vor diesem Hintergrund wird verständlicher, warum Davenports Patent weitgehend folgenlos blieb. In einer Zeit, in der neue Erfindungen und Verbesserung Schlag auf Schlag folgten, konnte Davenport sich nicht auf dem Markt durchsetzen. Er ließ sich in New York nieder, fand aber nicht genug finanzielle Unterstützung; eine geplante Firmengründung versandete. Immerhin konnte er ein kurzlebiges Journal für Elektromagnetismus herausgeben. Die Druckerpresse dafür soll von einem selbst entwickelten Elektromotor angetrieben worden sein. Davenport starb 1851 in Vermont.

Alle diese mehr oder weniger gleichzeitigen Entwicklungen der ersten Gleichstrommotoren bilden aber einen „toten Ast“ im Stammbaum der E-Motoren: Moderne Gleichstrom-Antriebe basieren eher auf dem dynamoelektrischen Prinzip, zu dessen Pionieren Jedlik, William Ritchie, Charles Wheatstone und vor allem Werner von Siemens gehören.
Letzterer setzte sich stark für den Schutz geistigen Eigentums ein und trug maßgeblich dazu bei, dass 1877 endlich auch in Deutschland ein Patentamt gegründet wurde.

Text: Dr. Jan Björn Potthast; Bilder: DEPATISnet, unbekannter Autor/Public domain via Wikimedia Commons, NMAH-79-9465-32 National Museum of Amercian History / Smithsonian

Stand: 11.09.2024