Der Erfinder das Alexanderson-Alternators Ernst Frederik Werner Alexanderson: Das Leben des Funktechnik-Pioniers

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Von seinen bescheidenen Anfängen in Schweden bis zu seinen bahnbrechenden Innovationen bei General Electric in den USA steckt der Werdegang von Ernst Fredrik Alexanderson voller Erfindungsgeist, technologischer Revolutionen und historischer Wendepunkte. Erfahren Sie mehr über die Lebensstationen dieses visionären Ingenieurs, dessen Arbeit die Welt der drahtlosen Kommunikation für immer veränderte.

Das Thema Funktechnik hat auf die Wichtigkeit der Elektroniktechnik einen enormen Einfluss gehabt. Die Möglichkeit, Nachrichten per Funk zu senden, war eine von mehreren Innovationen, die das Streben nach Forschungen und Entwicklungen aus dem Feld der Elektrotechnik massiv beschleunigte. Eine der Pionierpersönlichkeiten der Elektrotechnik, die unter anderem durch einen optimierten Maschinensender der Funktechnik einen großen Schub gab, war Ernst Fredrik Werner Alexanderson, dessen Leben wir an dieser Stelle näher beleuchten wollen.

Geboren wurde er am 25. Januar 1878 im schwedischen Uppsala. Sein Vater Aron Martin Alexanderson war ein Sprachprofessor an der Universität von Uppsala, sodass Ernst Frederik Werner Alexanderson eine akademische Laufbahn gewissermaßen in die Wiege gelegt wurde. Er interessierte sich schon früh für technische Wissenschaften und studierte folgerichtig Ingenieurwesen mit den Schwerpunkten Elektrik und Mechanik an der Universität Lund sowie an der Technischen Hochschule Stockholm. Für seine Promotion zog es Alexanderson nach Berlin an die Technische Hochschule Charlottenburg.

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Auswanderung in die USA und der Weg zu General Electric

Während seiner Promotion stieß Alexanderson unter anderem auf ein Buch des deutsch-amerikanischen Elektroingenieurs Charles P. Steinmetz. Dieser war 1865 als Carl August Rudolph Steinmetz im preußischen Breslau geboren worden, aber wegen politischer Verfolgung im Jahr 1889 mit der Schweiz als Zwischenstation in die Vereinigten Staaten von Amerika ausgewandert und zu diesem Zeitpunkt bei General Electric angestellt.

Dort beschäftigte er sich mit verschiedenen Themen der Elektrotechnik und schrieb unter anderem ein Buch zur Theorie der Wechselstromphänomene. Dieses Buch beeindruckte Alexanderson dermaßen, dass er im Jahr 1901 ebenfalls in die USA auswanderte und zunächst vorhatte, sich in Schenectady bei Steinmetz als Mitarbeiter zu bewerben. Als er in den USA angekommen war, entschied er sich dennoch anders und bewarb sich bei der Edison Company.

Nachdem Alexanderson zunächst einige Tage in der Forschungseinrichtung von Thomas Alva Edison im kalifornischen Menlo Park, gewann er allerdings keinen guten Eindruck von den dortigen Arbeitsverhältnissen und zog seine Bewerbung zurück.

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Stattdessen verdiente er sich vorerst als technischer Zeichner in New Jersey sein täglich Brot. Ende 1901 bekam Alexanderson die Gelegenheit zu einem Treffen mit Steinmetz und dessen Assistenten, dem ebenfalls aus Schweden ausgewanderten Ernst Julius Berg, der später zu den Pionieren der Radiotechnik gezählt wurde. Dank einer Empfehlung seitens Steinmetz wurde Alexanderson schließlich bei General Electric angestellt, wo er Anfang 1902 als technischer Zeichner seine Arbeit aufnahm.

Erfindungsreich, aber nicht ganz zufrieden

Schon im selben Jahr zahlte sich die Anstellung für General Electric aus, denn Alexanderson reichte im Oktober 1902 sein erstes Patent für ein Relais ein, das zum Schutz vor Kurzschlüssen während der Produktion diente. General Electric setzte die Erfindung prompt ein und konnte damit auf die klassischen und gleichzeitig teureren Schutzmaßnahmen verzichten, was die Herstellungskosten senkte.

Nachdem Alexanderson parallel zu seiner Tätigkeit auch noch einige Fortbildungskurse absolvierte und zudem seinen Unmut über seine bisherige Position und auch sein Gehalt offen zeigte, beförderte General Electric ihn im Jahr 1904 schließlich zum Ingenieur. Trotzdem fühlte er sich offenbar unterbezahlt. Denn bei Alexandersons zweitem Patent, es ging um die Optimierung eines Wechselstrom-Motors, erkannte Steinmetz einen Fehler, sodass General Electric den Patentantrag zunächst zurückzog. Alexanderson fand zwar eine Lösung für das Problem, soll sie aber bewusst für sich behalten zu haben, da er darauf spekulierte, durch den Verkauf seiner Idee an eine andere Firma finanziell besser dazustehen.

Das Meisterstück: Der Alexanderson-Alternator

Schon vor der Beförderung zum Ingenieur wurde der Grundstein für die bekannteste Erfindung von Alexanderson gelegt, die auch seinen Weltruhm begründet. Die Rede ist vom Alexanderson-Alternator, einem Maschinenfunksender. Die Vorarbeit leistete der mit seinen 500 Patenten als äußerst erfindungsreich einzustufenden, aus Kanada stammenden Funkpionier Reginald Fessenden, der kurz nach der Jahrhundertwende bei General Electric den Bau eines Langwellensenders in Auftrag gab. Der geplante Maschinensender sollte bei der Leistungsstärke alle bisherigen Sender in den Schatten stellen – dabei trieb ein Motor eine Metallscheibe mit darauf platzierten Polen an, um bei einer sehr hohen Drehfrequenz eine Wechselspannung zu erzeugen. Diese wurde laut Bauplan wiederum direkt in einen Antennenkreis weitergeleitet.

Das Problem bei dem Vorhaben war, die Maschine bei der nötigen hohen Drehzahl stabil betreiben zu können. In einer ersten Ausführung von Steinmetz aus dem Jahr 1903 stellte der Maschinensender eine Trägerfrequenz von bis zu 10 Kilohertz zur Verfügung, allerdings mit einem schwachen Signal. Alexanderson, der inzwischen die Position als Ingenieur innehatte, durfte sich danach an einer zweiten Version versuchen, die ihm auch gelang: Im August 1906 präsentierte er seinen Maschinenfunksender oder auch Alternator, der Trägerfrequenzen von bis zu 50 Kilohertz erzeugte und dabei die gewünschte Sendestärke lieferte.

Reginald Fessenden setzte den später als Alexanderson-Alternator bekannten Maschinensender in seiner Funkstation in Brant Rock (Massachusetts) ein. Zum Weihnachtstag 1906 sorgte Fessenden mit diesem Sender für einen Meilenstein der Funktechnik, denn er strahlte die erste weltweit empfangbare Hörfunksendung der Menschheitsgeschichte aus. Fessendens Arbeit wurde vom Telegrafie-Unternehmen NASCO finanziert, das wiederum seine Kunden schon im Vorfeld auf die Hörfunksendung aufmerksam machte, damit möglichst viele Menschen vor den damals noch recht wenigen Empfangsgeräten diesen Moment der Funkgeschichte miterleben konnten.

Als Funktechnik-Fachmann gefragt

Die Alexanderson-Alternatoren optimierte Alexanderson in den Folgejahren, sodass er unter anderem 1907 auch für den Telekommunikationskonzern AT&T an Sendeanlagen arbeitete und 1908 die Drehzahl seiner Alternatoren stabil auf 20.000 Umdrehungen pro Minute steigerte, was Trägerfrequenzen von bis zu 100 Kilohertz ermöglichte. Dank Alexandersons Innovationen konnte man ab dem Jahr 1911 einen verlässlichen Funkverkehr über den kompletten Atlantik nutzen, und selbst in der politischen Geschichte konnte sich Alexanderson verewigen. Denn die erste offizielle Funknachricht, die über seinen von 1917 bis 1918 für die US-Navy konstruierten Alternator in New Jersey gesendet wurde, war das Ultimatum des US-Präsidenten Woodrow Wilson an das Deutsche Reich.

Doch damit war die Karriere von Alexanderson noch lange nicht am Ende. Er arbeite mittlerweile als Chefingenieur für General Electric sowie parallel dazu für die RCA (Radio Corporation of America), einem Unternehmen, das vorwiegend das amerikanische Patentwissen im Bereich der Funktechnik vereinigen sollte und durch eine Beteiligungsmehrheit indirekt von GE geführt wurde.

Alexanderson war bis etwa 1924 für General Electric und RCA tätig und dabei auch häufig unterwegs, um neben den USA auch in Europa sowie auf Hawaii den Bau von Funk- und Radiostationen mit Maschinensendern zu betreuen. Als sich in der Sendetechnik dann mehr und mehr Anlagen auf Basis von Elektronenröhren durchsetzten, endete die Ära der Alexanderson-Alternatoren und deren Geschwistern relativ schnell. Doch Alexanderson hatte bereits ein neues Betätigungsfeld ausgemacht.

Wechsel zur Fernsehtechnik und Lebensabend

Nachdem sich nun der Funk bereits etabliert hatte und auch dem Hörfunk via Radio alle wichtigen technischen Grundlagen zur Verfügung standen, verstärkten in den 1920er-Jahren Forscher und Entwickler mehr und mehr die Bemühungen rund um die drahtlose Bildübertragung. Auch Alexanderson war dabei mit im Boot und konnte im Juni 1924 eine handschriftliche Notiz per Funktechnik zu seinem Vater senden.

1927 nutzte er eine Nipkow-Scheibe und eine hochfrequente Neonlampe, um von seinem Büro aus eine Bildübertragung zu seinem Wohnhaus zu senden, deren Empfang in der Folge auch gelang. Von den Erfolgen und der Faszination des Themas angetrieben, sendete er auch experimentell zusammen mit Mitarbeitern Bilder, die man als Fernsehbilder bezeichnen könnte und deren Empfangsreichweite sich immer weiter steigerte. Allerdings gab es damals etliche Forscher und Erfinder, die in dem noch jungen Bereich der Fernsehtechnik arbeiteten, und durch eine Kartellklage rund um den Telekommunikationsbereich wurde unter anderem General Electric dazu gezwungen, die Beteiligung an RCA nicht mehr weiterzuführen.

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Alexanderson bemühte sich zwar direkt bei RCA um eine weitere Zusammenarbeit, wurde aber abgewiesen, sodass er mangels Geldmitteln die weitere Forschung im Bereich der Fernsehtechnik aufgeben musste. Im Nachhinein betrachtet konnte er nur marginale Anteile an der Entwicklung der Fernsehtechnik vorweisen. Immerhin aber gilt Alexanderson als erster Fernsehzuschauer mit Heimempfang.

Seinem allgemeinen Erfindergeist tat die Entwicklung keinen Abbruch – bis 1948 arbeitete er noch für General Electric und war bis 1952 zumindest beratend bei RCA tätig. Damals war er bereits 74 Jahre alt. Im Laufe seines Lebens war Alexanderson für über 340 Patente verantwortlich, wobei er sein letztes Patent im stolzen Alter von 94 Jahren einreichte. Mit 97 Jahren verstarb er schließlich am 14. Mai 1975 im Bundesstaat New York in der Stadt Schenectady. In seinem Leben wurden ihm mehrere Ehren zuteil, unter anderem die Ehrendoktorwürde an der Universität Uppsala und der Schwedischen Königlich Technischen Hochschule. Nach seinem Tod wurde er 1983 in die National Inventors Hall of Fame sowie 2002 in die Consumer Electronics Hall of Fame aufgenommen. Ernst Fredrik Werner Alexanderson wird von der Öffentlichkeit stets als einer der wichtigsten Pioniere der Funktechnik in Erinnerung bleiben. (sb)

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