George Westinghouse,der Erfinder der Druckluftbremse

George Westinghouse (* 6. Oktober 1846 in Central Bridge, New York; † 12. März 1914 in New York) war ein US-amerikanischer Erfinder, Ingenieur und Großindustrieller. Durch seine Erfindung der Druckluftbremse wurde der Eisenbahnverkehr sicherer und er verhalf der Energieübertragung mit Wechselstrom zum Durchbruch. Er war ein Gegenspieler von Thomas Alva Edison, der die Gleichstromtechnologie favorisierte. Westinghouse erwarb Patente von anderen Erfindern wie zum Beispiel von Nikola Tesla, vermarktete diese wie auch seine eigenen Ideen. Er erhielt 360 Patente, gründete 60 Fabriken (unter anderem die spätere Westinghouse Electric) und beschäftigte 50.000 Arbeitnehmer. Er war einer der größten Arbeitgeber seiner Zeit.



Leben
Frühe Jahre

George Westinghouse wurde am 6. Oktober 1846 in Central Bridge, Schoharie County (westlich von Albany) in New York geboren. Seine Vorfahren kamen aus Westfalen in Deutschland, die nach England und später in die Vereinigten Staaten von Amerika ausgewandert waren. Sein Vater zog in den frühen Jahren des 19. Jahrhunderts von Vermont nach Ohio und ließ sich dann in Central Bridge, New York, nieder. George war das achte von zehn Kindern von George Westinghouse senior und Emmeline Vedder. Sein Vater zog nach Schenectady, New York und errichtete dort 1856 eine Fabrik für landwirtschaftliche Maschinen und kleine Dampfmaschinen, wo George erste berufliche Erfahrungen sammelte. Nach dem Ausbruch des Amerikanischen Bürgerkrieges 1861 kämpfte der 15-jährige George mit zweien seiner Brüder auf Seiten der Union im Sezessionskrieg. Einer seiner Brüder fiel im Kampf. 1864 wechselte er von der Kavallerie zur Marine, wo er Schiffsingenieur wurde. Nach dem Krieg 1865 kehrte George nach Schenectady zurück und besuchte das Union College, das er aber schon nach drei Monaten verließ. Er arbeitete in der Fabrik seines Vaters und erhielt sein erstes Patent für eine „Rotierende Dampfmaschine“. Am 8. August 1867 heiratete er Marguerite Erskine, mit der er einen Sohn George III. hatte. Sie zogen nach Pittsburgh. Seine erste große Erfindung war eine Vorrichtung, die entgleiste Waggons wieder auf die Schienen setzte (car replacer und der reversible railroad frog).


Druckluftbremse von Westinghouse

Nach der Beobachtung einer Zugkollision entwickelte er die Druckluftbremse, die vom Lokführer selbst für alle Waggons des Zuges bedient werden konnte. Dieses System verfeinerte und standardisierte er für den Einsatz bei verschiedenen Eisenbahngesellschaften. 1893 wurden durch das US Railroad Safety Appliance Act die Druckluftbremsen für alle Züge in den USA vorgeschrieben. Sie sind heute noch Standard in Bahnen, schweren Lkw und Omnibussen. In Pittsburgh (Pennsylvania) gründete er 1869 die Westinghouse Air Brake Company (WABCO). Seine Druckluftbremse machte ihn berühmt und reich.

Außerdem entwickelte er automatische Signal- und Schalteinrichtungen (Union Switch and Signal Company), die Strom und Druckluft benutzten, sowie verbesserte Waggonkupplungen. Erdöl wurde immer wichtiger für industrielle Zwecke. Durch Ölbohrungen wurde Naturgas freigesetzt, das nicht genutzt wurde. Westinghouse verbesserte die Ölbohr-Ausrüstung, um das Erdgas zu nutzen, und die notwendige Rohrleitungstechnik, um das Gas zu verteilen. Unter anderem erfand er ein Druckminderventil, das Gas von hohem Druck an der Bohrung und bei der Verteilung auf niedrigen Druck beim Verbraucher brachte.

Die Weiterentwicklung des Telefons durch Alexander Graham Bell im Jahre 1877 führte Westinghouse auf ein neues Feld. Zu Beginn wurden alle Anrufe zu einer zentralen Schaltstelle geleitet, das zu einem übermäßigen Verdrahtungsaufwand führte. 1879 führte Westinghouse automatische Unterverteiler ein, die die Anzahl der Verbindungen erheblich reduzierte.
Mittlere Jahre

Das Interesse von Westinghouse an der Gasverteilung und der Telefonvermittlung führte ihn zur Energieverteilung mit elektrischem Strom. Er untersuchte Thomas Alva Edisons Konzept, fand es aber zu ineffizient, um in großem Stil angewandt zu werden. Das Netz von Edison benutzte niedrige Gleichspannung, die hohe Ströme und erhebliche Verluste bedeutete. Mehrere europäische Erfinder arbeiteten an der Energieverteilung mit Wechselstrom. Ein System mit Wechselspannungen erlaubte es, die Spannungen für die Verteilung durch einen Transformator hochzutransformieren und die Übertragungsverluste klein zu halten. Zum Verbrauch wurde die Spannung wieder durch einen Transformator heruntergesetzt.

Ein Transformator, der von Lucien Gaulard in Frankreich und von John Dixon Gibbs in England entwickelt und 1881 in London vorgestellt wurde, erregte das Interesse von Westinghouse. Er importierte 1885 eine Anzahl dieser Transformatoren sowie einen Siemens-Wechselspannungsgenerator, um mit ihnen in Pittsburgh ein Wechselspannungsnetz aufzubauen. Zusammen mit William Stanley wurde das Transformatorkonzept verbessert. 1886 installierten sie ein mehrstufiges Wechselspannungsnetz in Great Barrington, Massachusetts. Das Netz wurde gespeist von einem Wechselspannungsgenerator, der 500 Volt Wechselspannung lieferte und durch Wasserkraft angetrieben wurde. Die elektrische Spannung wurde zur Verteilung auf 3000 Volt transformiert und dann zum Betrieb der elektrischen Beleuchtung auf 100 Volt heruntertransformiert. Im selben Jahr gründete er die Westinghouse Electric Company, die 1889 in Westinghouse Electric & Manufacturing Company umbenannt wurde und zur Westinghouse Electric Corporation führte.[1] 30 weitere Beleuchtungssysteme, basierend auf Wechselstrom, wurden im selben Jahr eingerichtet. Aber es fehlte ein wirksames Messsystem und ein Wechselstrommotor. 1888 entwickelte Westinghouse zusammen mit seinem Ingenieur Oliver Shallenger einen Stromzähler, der einem Gaszähler ähnlich sah. Das Messprinzip ist heute noch gebräuchlich. Der Motor für Wechselspannung war eine schwierigere Aufgabe. Aber glücklicherweise hatte der Erfinder Nikola Tesla das Prinzip eines mehrphasigen elektrischen Motors erdacht. Tesla war in die Vereinigten Staaten gekommen und arbeitete bei der Edison Company. Edison war ein Verfechter der Gleichspannungstechnik, während Tesla an Wechselspannungssystemen interessiert war. Westinghouse kam in Kontakt mit Tesla und erwarb die Patentrechte für dessen Wechselspannungsmotor und Generator. Tesla hatte noch keinen funktionierenden Motor gebaut, aber Westinghouse stellte ihn als Berater für ein Jahr ein, um den mehrphasigen Wechselspannungsmotor zu verwirklichen. Die Arbeit führte zum heutigen US-Übertragungssystem: Dreiphasenwechselstrom mit 60 Hz. Die Frequenz von 60 Hz war hoch genug, um das Lichtflackern niedrig zu halten, aber niedrig genug, um die Blindleistung niedrig zu halten. Westinghouse erwarb die Rechte an den Patenten von Nikola Tesla für ein Mehrphasensystem von Wechselströmen im Jahre 1888.

Die Unterstützung der Wechselspannungsübertragung durch Westinghouse führte zu einer erbitterten Konfrontation mit Edison und dessen Gleichspannungssystem. Dies wurde als Stromkrieg bekannt. Edison behauptete, dass hohe Wechselspannungen zwangsläufig gefährlich seien. Westinghouse dagegen behauptete, dass die Gefahren beherrschbar seien und die Vorteile überwögen. Edison versuchte über die Gesetzgebung in mehreren Staaten die Übertragungsspannung auf 800 Volt zu beschränken, scheiterte aber. Der Kampf wurde immer absurder, als 1887 ein vom Staat New York eingesetzter Ausschuss Edison konsultierte, um die beste Art herauszufinden, um verurteilte Gefangene hinzurichten. Zu Beginn wollte Edison nichts damit zu tun haben und berief sich auf seine Ablehnung der Todesstrafe. Die Wechselspannungsnetze von Westinghouse waren jedoch dabei, den Stromkrieg zu gewinnen, und Edison sah die letzte Chance, seinen Rivalen zu besiegen. Edison stellte den Ingenieur Harold P. Brown an. Dieser gab vor, unparteiisch zu sein, und führte öffentliche Demonstrationen vor, in denen Tiere durch Wechselstrom getötet wurden. Edison behauptete dem Staatsausschuss gegenüber, dass Wechselstrom so gefährlich sei, dass er augenblicklich töten würde. Wechselstrom sei daher die ideale Methode, um verurteilte Gefangene hinzurichten. Edisons Einfluss war so groß, dass seine Empfehlung befolgt wurde. Im August 1890 wurde der Gefangene William Kemmler als erster auf einem elektrischen Stuhl hingerichtet. Edison bezeichnete diese Methode als westinghousing, um seinen Widersacher zu diskreditieren. Edison gelang es aber nicht, die Wechselstrom-Technologie in Misskredit zu bringen, deren Vorteile die möglichen Gefahren bei weitem übertrafen. Sogar General Electric, mit Unterstützung von Edison 1892 in Schenectady gegründet, entschloss sich zur Herstellung von Produkten für Wechselstrom.
Späte Jahre

In einem bedeutenden Coup 1893 gelang es der Westinghouse Company, den Vertrag zu erhalten, ein Wechselspannungsnetz zur Versorgung der Weltausstellung in Chicago aufzubauen. Das Lichtermeer beeindruckte die Besucher und brachte der Firma und der Wechselstrom-Technologie eine weit verbreitete positive Publicity. Westinghouse (in Konkurrenz zur Edison General Electric) erreichte ebenfalls einen Vertrag mit der Cataract Construction Company, um das erste größere Netz mit Wechselstrom-Generatoren aufzubauen, das die Energie im Edward Dean Adams Power Plant bei den Niagarafällen erzeugte und in Buffalo, New York, in 40 Kilometer (25 Meilen) Entfernung verteilte. Die Anlage wurde 1896 in Betrieb genommen. Die Wechselspannungsnetze vergrößerten sich und Westinghouse wandte seine Aufmerksamkeit der Herstellung elektrischer Energie zu. Die einzigen verfügbaren Quellen waren Wasserturbinen und Dampfmaschinen. Westinghouse fand die Kolbendampfmaschinen zu ineffizient und wollte eine Art rotierende Maschine entwickeln. Eine seiner ersten Erfindungen war eine rotierende Dampfmaschine gewesen, die sich aber als unpraktikabel erwiesen hatte. Der englische Ingenieur Charles Parsons hatte begonnen, mit kleineren Dampfturbinen (10 PS ≈ 7,5 kW) zu experimentieren. Westinghouse erwarb die Rechte an der Parsons Turbine 1885 und verbesserte die Technologie und weitete den Leistungsbereich aus. Skeptiker bezweifelten, dass die Dampfturbine je eine zuverlässige Energiequelle würde, aber 1889 stellte Westinghouse eine Maschine mit 300 Kilowatt Leistung vor, die die Dampfmaschinen in seiner Druckluftbremsenfabrik ersetzte. Im folgenden Jahr installierte er eine 1,5-Megawatt-Maschine mit 1200 Umdrehungen pro Minute für die Hartford Electric Light Company. Westinghouse sah eine Anwendung seiner Dampfturbinen im Antrieb großer Schiffe. Solch große Turbinen waren bei ungefähr 3000 Umdrehungen pro Minute am wirksamsten, während ein effizienter Schiffspropeller bei 100 Umdrehungen pro Minute arbeitete. Dies bedeutete den Einsatz von Reduziergetrieben, die aber kompliziert waren. Selbst eine kleine Unwucht konnte die Maschine in Stücke reißen. Westinghouse und seinen Ingenieuren gelang es, die Unwuchtprobleme zu beherrschen. Turbinen für große Dampfer konnten nun gebaut werden. Die Firma von Westinghouse wurde einer der Hauptkonkurrenten von General Electric. Durch eine Vereinbarung von 1896 durften die Firmen ihre Patente jedoch wechselseitig nutzen.

Die erste Einphasen-Wechselstrom-Lokomotive wurde bei der East-Pittsburgh-Bahn 1905 vorgestellt. Bald danach begann die Westinghouse Company, die New York-, New Haven- und die Hartford Railroad mit Einphasen-Wechselstrom zu elektrifizieren.

Westinghouse blieb produktiv und erfinderisch sein ganzes Leben über. Er hatte eine praktische, experimentelle Ader. Als er mit Wärmepumpen arbeitete, die Wärme und Kälte bereitstellten, glaubte er daran, eine Maschine bauen zu können, die selbstständig lief. Westinghouse wollte ein Perpetuum Mobile bauen, und der britische Physiker Lord Kelvin, einer von Westinghouse’ Korrespondenten, erklärte ihm, dass er damit thermodynamische Gesetze verletzen würde. Westinghouse erwiderte, das mag zutreffen, aber es mache keinen Unterschied. Wenn er kein Perpetuum Mobile bauen könne, dann würde er immerhin ein Wärmepumpensystem haben, das er patentieren und verkaufen könne.

Mit der Einführung des Automobils um die Jahrhundertwende kam Westinghouse zu früheren Erfindungen zurück. Er brachte einen Druckluftstoßdämpfer heraus, der die Fahrzeuge jener Zeit komfortabler machte. Um die Jahrhundertwende waren ungefähr 50.000 Arbeiter bei seinen Firmen beschäftigt. Neun befanden sich in den Vereinigten Staaten, eine in Kanada und fünf in Europa. Westinghouse blieb ein Führer der amerikanischen Industrie bis 1907, als er durch die Finanzkrise die Kontrolle über die von ihm gegründeten Firmen verlor. 1911 kam es zu seinem Rückzug aus der Westinghouse Company. Im gleichen Jahr wurde er für sein Lebenswerk mit der Edison-Medaille ausgezeichnet.

Westinghouse zeigte Anzeichen einer Herzschwäche und ihm wurde 1913 von seinen Ärzten Ruhe verordnet. Seine Gesundheit wurde zunehmend schlechter und seine Krankheit zwang ihn in den Rollstuhl.
Tod und Nachwirkung

George Westinghouse starb am 12. März 1914 in New York City im Alter von 67 Jahren. Als Bürgerkriegsveteran wurde er auf dem Arlington National Cemetery begraben. Seine Frau, die drei Monate nach ihm starb, ist neben ihm bestattet. Obwohl als entschlossener Unternehmer gefürchtet, war Westinghouse ein umsichtiger Arbeitgeber, der faire Geschäfte mit Geschäftspartnern anstrebte. 1930 wurde ein Denkmal zu Ehren von Westinghouse im Schenley Park in Pittsburgh errichtet, gestiftet von seinen Beschäftigten. Viele der von George Westinghouse gegründeten Firmen leben heute noch in der einen oder anderen Form weiter. Der Werbespruch der Westinghouse Company lautete: You can be sure if it’s a Westinghouse. Sie stellten elektrische Beleuchtung, Kühlschränke, Waschmaschinen und andere elektrische Gebrauchsgeräte her. Westinghouse war auch ein Vorreiter beim Rundfunk, weil er erkannte, dass das Radio eine Anwendung von Elektrizität bedeutete. Die Firma baute ihre Group-W-Kette von Radio- und Fernsehstationen auf, der Rundfunk wurde ein ernstzunehmendes Geschäft. Nach dem Kauf von CBS 1995 wechselte die Firma ihre Ausrichtung und der Name Westinghouse und seine Produktlinie wurde aufgegeben. Die Druckluftbremse wird heute unter anderem von der Firma WABCO (Westinghouse Air Brake Company) weiterentwickelt und gebaut.

Quelle