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Aus der Funkschau 1977 Heft Nr. 25
"100 Jahre Ton- und Bildspeicherung"
Artikel Nr. 02 (von 72)

von Prof. Dr. hc. Walter Bruch in 1977

6. Dezember 1877 Premiere: Edisons Maschine spricht!

Edison mit ca. 50 Jahren

Wie ein Wunder kommt uns die Vorführung von etwas ganz Neuem vor, welches das zu erwartende weit übertrifft. Die Rückschau auf solche Wunder, die Meilensteine in der Entwicklungsgeschichte der Technik gesetzt haben, sollte gepflegt werden.

So selbstverständlich uns viele Wunder heute vorkommen, so sensationell wirkten sie einmal auf die Menschen ihrer Zeit. Genau vor 100 Jahren lief die Nachricht von solch einem Wunder um die Welt. Demnach sollte es in Amerika Thomas Alva Edison am 6. Dezember 1877 (er war da bereits 30 Jahre alt) gelungen sein, in einen Apparat hineinzusprechen und anschließend habe dieser Apparat als „Sprechmaschine" die vorher hineingesprochenen Worte wiederholt, so oft er für diese Wiedergabe in Betrieb gesetzt wurde. Wie kam dieser Erfinder zu seiner, am 6. Dezember 1877 selbst ihn überraschenden Lösung einer seit Monaten bearbeiteten Aufgabe?

Edison war kein Träumer wie Charles Cros. Immer mit beiden Füßen auf der Erde stehend, wandte er sich nur Dingen zu, von denen er glaubte, sie verwirklichen zu können. Hatte er sich aber einmal eine Aufgabe gestellt, dann ruhte er nicht, bis er eine Lösung gefunden hatte, denn mit seinen Erfindungen mußte er sein Laboratorium finanzieren.

Weltberühmt - das Labor in Menlo Park bei New York

Menlo Park bei New York ist nicht der gleiche Ort wie im südlichen Silicon Valley

Mit dem in seiner ersten Wirkungsstätte verdienten Geld hatte er sich 1876 einen eigenen Laboratoriumskomplex gebaut, es war das erste Zentrallaboratorium seiner Zeit, sozusagen als Urzelle Vorbild für die Industrielaboratorien unserer Zeit.

Er hatte sich als Standort ein winziges Dörfchen südwestlich von New York im Staate New Jersey ausgesucht, das ihm die nötige Ruhe für seine Arbeiten versprach.

Dort in Menlo Park entstand die erste Sprechmaschine der Welt, sie machte Edison und seine Arbeitsstätte so bekannt, daß es bald mit der Ruhe vorbei war.

"Menlo Park" um 1880

..Edison put his experimental work into hiatus as he prepared to move his family and his laboratory to Menlo Park, New Jersey.

Edison later claimed that he decided to abandon Newark because of a lawsuit brought by Thomas Slaight, the padlock manufacturer who owned the building where he had established a small shop with Joseph Murray in February 1872. According to Edison, a Newark law "made a monthly renter liable for a year" and this "seemed so unjust that I determined to get out of the place that permitted such an injustice". Most likely, Edison simply wanted to build the kind of laboratory that he had begun working toward ever since his return from England and he found Newark too costly. In December 1875 he had sent his father to investigate possible sites, and at the end of the month he purchased two tracts of land and a house in Menlo Park. A mere whistlestop located twelve miles south of Newark on the railroad line to Philadelphia, Menlo Park had been part of a failed real estate development and Edison was able to purchase this property for $5,200. As the new year opened, he set his father to work erecting the new laboratory, which cost over $2,500 and was completed by March 25. A few days later, Edison moved into the new laboratory where he would not only produce some of his most famous inventions, but also create a new model for invention that became the cornerstone of modern industrial research.

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Thomas Edison's Menlo Park laboratory complex and the inventions he made there are over 100 years old. When Edison built the laboratory in 1876, it was the first industrial research laboratory in the United States. Four years later, in 1880, Menlo Park looked virtually abandoned.

By 1886, Edison and his entire team had abandoned the Menlo Park site. In the 1920s, Henry Ford wanted to move the old "invention factory" to his museum in Dearborn, Michigan. When Ford and Edison went to New Jersey to recover the buildings they found that most of them had been removed or had collapsed. Ford had his staff reconstruct the Menlo Park buildings from photographs and a few surviving original materials.

eine Chronologie in Englisch : www.hfmgv.org/exhibits/edison/chrono.asp

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Edison und Henry Ford

Viele Jahre nach der Entwicklungsperiode, über die jetzt berichtet wird, freundete sich der Erfinder mit dem Automobilkönig Henry Ford an, der, ehe er sich seinen Automobilen zuwandte, in Detroit in einer Edison-Elektrizitätsgesellschaft als Ingenieur gearbeitet hatte.

Ford war so begeistert von der Arbeitsweise in Menlo Park und von dem für Edison typischen Milieu, daß er viele Jahre später, nachdem der Erfinder sich längst in West Orange eine viel größere und modernere Arbeitsstätte geschaffen hatte, alle Überreste aufkaufte.

Er ließ das ehemalige Laboratorium Menlo Park, so wie es während der Erfindung der Sprechmaschine und anschließend der Realisierung des Glühlampenlichtes eingerichtet war, an einer geeigneteren Stelle als Museum wieder errichten. Wie sie aus dem englischen Text entnehmen können, waren die Gebäude zu dem zeitpunkt bereits alle total verfallen oder abgerissen gewesen.

Henry Ford berichtet

Bild 10. Aus Edisons Notizbuch: 12. August 1877
Bild 11. Aus Edisons Notizbuch: 7. September 1877

In Fords Buch „Mein Freund Edison" [8] schildert er dessen Arbeitsweise so:
„Die Leitung all seiner Forschungen steht im wahrsten Sinne des Wortes bei ihm allein. - Nichts, das Edison tut, ist Glückssache. Er läßt sich nie auf eine Sache ein, er hätte sich denn zuvor mit allem darüber Bekannten vertraut gemacht. - Ein „Experiment" ist ihm eben ein bloßer Versuch. Bleiben die erwarteten Ergebnisse aus, so hat ihn der Versuch gelehrt, was er zu unterlassen hat, und allmählich findet er durch einen Ausscheidungsvorgang heraus, was geschehen muß. -

Er erteilt fast niemals mündliche Anweisungen, weil es ihm leichter fällt und er rascher arbeitet, wenn er sich schriftlich oder zeichnerisch verständlich macht als mündlich; er schreibt mit der Hand statt zu diktieren, weil er eine sehr klare Handschrift besitzt und rascher schreibt, als er diktieren würde.

Wenn etwas herzustellen oder ein Versuch in bestimmter Weise durchzuführen ist, zeichnet er einen Querschnitt mit solcher Klarheit und Schnelligkeit, daß es keiner weiteren Auseinandersetzung bedarf.

Die Geschwindigkeit, mit der Edison all dies erledigt, ist erstaunlich. Er entwarf das Modell zu seinem ersten Phonografen in weniger als 5 Minuten."

Alles wurde gezeichnet und aufgeschrieben

Bild 12. Aus Edisons Notizbuch: 23. Dezember 1877 (Fotomontage)

Die vielen Skizzen und Arbeitsanweisungen wurden Tag für Tag gesammelt, datiert und von mindestens zwei Zeugen abgezeichnet, um Prioritätsansprüche nachweisen zu können und dann in gebundener Form aufbewahrt. Mehr als 2500 Laboratoriumsbücher sind vorhanden. An einigen dieser Skizzen werde ich versuchen, den Werdegang des „Speaking Telegraph", wie ihn Edison anfangs genannt hat, nachzuzeichnen.

Doch vorher wollen wir bei Ford lesen, wie ihm das bei Kamingesprächen der Erfinder erzählt hat:
„Ich stellte Versuche an, wie telegrafische Mitteilungen automatisch auf ein Papierrund zu übertragen wären, das auf einer rotierenden, an ihrer Oberfläche mit spiralförmigen Rillen versehenen Platte auflag. Ein Elektromagnet, an dessen Arm ein ritzender Stift befestigt war, lief über dieses Papier; Zeichen, die durch diesen Magnet gingen, übertrugen sich darauf. Wenn man es aus der Maschine nahm und auf eine andere ähnliche brachte, die einen Kontakt trug, so ließen sich die Zeichen auf einen anderen Draht übertragen. Die gewöhnliche Geschwindigkeit beim Telegrafieren beträgt 35 bis 40 Worte (in der Minute). Mit der neuen Maschine ließen sich mehrere 100 Worte in der Minute wiedergeben".

Edisons erstes Patent

Bild 7. Die grundsätzlichen Prinzipien moderner Plattenaufnahme und Wiedergabe zeigt schon dieser wiederholende Telegraf von 1877

Auf diesen eindrückenden oder auch hohlprägenden Telegrafen (Embossy Telegraph) wurde am 8. Februar 1877 das erste Patent genommen.

Unzählige Skizzen, die sich mit diesem Projekt beschäftigen, finden sich aus dem ersten Halbjahr von 1877 vor. Erstaunlich ist, wie ein erhaltenes Gerät einem modernen Plattenspieler ähnelt (Bild 7).

Es hat nebeneinander zwei Plattenteller, einen für die Aufnahme und einen für die Wiedergabe. Die Platten aus wachsgetränktem Papier sind quadratisch, weil die Ecken für eine Befestigung auf dem Plattenteller genutzt werden. Unter dem Papier finden sich vorgedrehte Rillen, in die von einem „Tonarm" mit elektromagnetisch gesteuertem verrundetem Stift (keinem Stichel) die Morsezeichen eingedrückt werden, in einer Art Hohlprägung.

Für die Wiedergabe diente ein ähnlicher Stift, der auf dem Abnahmearm abhängig von der Eindückung einen Kontakt öffnet oder schließt. Die ganze Aufzeichnung ist also digital! Auch die langsame Aufnahme, wie sie später bei der Tri-Ergon-Schallplatte angewendet wird und anschließend die schnelle Wiedergabe ist schon vorweggenommen, denn die Aufnahme soll mit normaler Geschwindigkeit erfolgen und die Wiedergabe etwa vier mal schneller.

Henry Ford berichtet weiter

Bild 12. Aus Edisons Notizbuch: 23. Dezember 1877 (Fotomontage)

Aus diesem Telegrafen entsteht dann die Sprechmaschine, wie das Edison auch wieder Ford erzählte [8]:
„Ich wußte aus meinen Versuchen mit dem Telefon, daß Membranen Schallschwingungen übertrugen; denn ich hatte mir ein kleines Spielzeug angefertigt, das, wenn man sehr laut in den Trichter sprach, einen Zapfen in Bewegung setzte, der an eine solche Membran angeschlossen war. Dieser Zapfen, der wieder ein Sperrad antrieb, diente dazu, eine Rolle zu drehen. Diese Rolle war mittels einer Schnur verbunden mit einer Pappfigur, die einen Säger darstellte. Wenn man nun in den Trichter schrie, fing das Papiermännchen an zu sägen. Ich schloß nun, daß wenn die Bewegungen der Membran irgendwo festgehalten wären, von dem so Registrierten die Bewegungen wiederholt werden könnten, die die Stimme ursprünglich der Membran mitgeteilt hatte, so daß also die menschliche Stimme festgehalten und wiedergegeben werden könnte."

An Hand der Notizen und Handzeichnungen läßt sich feststellen, daß der Erfinder das Prinzip, wonach eine solche Aufzeichnung, wie sie der „einprägende" Telegraf auf paraffiniertem Papier gemacht hatte, auch von einer schwingenden Telefonmembran erzeugt werden kann, für einen Telefonverstärker anwenden wollte.

Edison war fast taub

Bild 8. 17. Juli 1877. Erster grundsätzlicher Hinweis auf die Sprachspeicherung

Für ihn war ein solcher Schallverstärker wichtig, denn der Mann, der die Sprechmaschine erfand und sich ein halbes Leben dann noch mit der Musikaufzeichnung beschäftigte, war fast taub. Nicht von einer Ohrfeige, wie es in vielen Büchern über ihn steht, stammte dieser Gehörschaden, sondern von einem hilfreichen Eisenbahner, der den einmal auf das Trittbrett eines schon angefahrenen Zuges springenden an den Ohren heraufgezogen hatte.

Edison nahm das mit Humor: „Diese Taubheit ist mir vielfach zustatten gekommen! .... Meine Nerven sind heil geblieben. Viele störende Geräusche sind gar nicht an mein Ohr gekommen."

Am 18. Juli 1877 taucht auf einer Zeichnung, die „Replay-Telegraph" benannt, also vom antwortenden Telegrafen handelt, unten, so nebenbei eine Bemerkung auf, die sich auf die Sprachspeicherung bezieht (Bild 8).

Sie ist etwa so zu übersetzen:
„Habe soeben ein Experiment mit einer Membran gemacht, ein herausstehender Punkt drückt gegen rasch vorbeibewegtes, paraffiniertes Papier. Die Sprachvibrationen sind eingedrückt, kein Zweifel, daß es möglich ist, sie zu speichern und jederzeit davon die menschliche Stimme automatisch zu reproduzieren".

Ob an diesem Tag Edison schon übersehen konnte
, was er erfunden hatte, ist nachträglich nicht mehr festzustellen (Bild 9).
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Bild 9. Vom Fadentelefon zum Zinnfolienfono- grafen. Ablauf einer Entwicklung.
Bild 9. a) Die sprechende Membran, über den Faden von der Ferne gesteuert, hatten wir beim jahrtausendealten Kindertelefon,
Bild 9. b) Edisons lautsprechendes Telefon („Kreide- telefon"). Auf einem in Drehung versetzten Metall- zylinder, der mit nasser Kreide überzogen ist, schleift eine Metallfeder, die senkrecht an der Membran angreift. Telefonströme durch die Kreide geschickt verändern die Adhäsion zwischen Feder und Zylinder, die Membran wird mehr oder weniger gezogen [3].

Bild 9. c) Telefonverstärker von Edison: Gewachstes Papier oder Zinnfolie wird an einer Membranspitze vorbeigezogen, deren Schwingungen werden „eingedrückt". Zweite Membran wird von den Eindrückungen in Bewegung gesetzt, spricht lauter als die erste [2].
Bild 9. d) Sprechmaschine von Edison. Sprachschwingungen werden in Zinnfolie auf einer Walze bleibend eingedrückt. Die auf der Walze „gespeicherten" Sprachschwingungen werden abgetastet und irgendwann und beliebig oft abgetastet und in sprechende Membranschwingungen verwandelt.


Einen knappen Monat später, am 12. August 1877, findet sich erstmalig das Wort „Phonograph" in seinen Notizen, von da an taucht es immer mehr auf (Bild 10, 11 und 12).
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Die Sprechmaschine war geboren worden

Bild 13. 29.11.77. Auftrag an Kruesi zur Anfertigung eines Modells
Bild 14. 6. Dezember 1877. Kruesi liefert die erste Sprechmaschine
Bild 15. Das erste Patent auf die Sprechmaschine, angemeldet am 24. Dezember 1877

Jedenfalls ist am 17. Juli 1877 die Idee für die Sprechmaschine geboren worden. Zwar hatte Charles Cros schon kurz vorher seine Überlegungen bei der Akademie hinterlegt, doch darüber war noch nichts veröffentlicht.

Erst am 10. Oktober erschien der Eingangs erwähnte Artikel von Lenoir in Frankreich. Das könnte der Anlaß dafür gewesen sein, daß ganz schnell Edisons Mitarbeiter E.H. Johnson die Experimente mit dem Telefon Verstärker in einem Brief an die Redaktion veröffentlichte [9].

Darin wird das auf ein laufendes paraffiniertes Papierband
Sprachsignale eindrückende Telefon beschrieben und die anschließende Sprachwiedergabe über eine von den Eindrückungen gesteuerte Membran. In dieser Veröffentlichung wird jedenfalls Edisons Grundidee erstmalig offenbart.

In fünf Minuten, wie uns Ford schilderte, entstand am 29. November 1877 die Zeichnung für das erste Modell des Phonographen (Bild 13). Lassen wir auch darüber den Erfinder selbst berichten [8]:

Statt wie beim prägenden Telegrafen ein Papierrund als Aufzeichnungsträger zu nehmen, entwarf ich jetzt eine kleine Maschine mit einem Zylinder, der außen herum gerillt war. Darauf wurde Stanniol gelegt, das die Membranbewegungen leicht festhielt und wiedergab.

Das erste Experiment

Es wurde ein Entwurf angefertigt und mit dem Vermerk 18 Dollar (Stückarbeitspreis) versehen. Ich hatte mir angewöhnt, auf meinen Entwürfen den Preis zu nennen, den ich zu zahlen willens war. Verlor der Arbeiter daran, so zahlte ich ihm den gewöhnlichen Lohn. Gewann er mehr als diesen, so gehörte der Überschuß ihm.

Der Arbeiter, der den Entwurf bekam, hieß John Kruesi. Ich hatte kein großes Vertrauen, daß die Sache funktionieren würde, erwartete aber etwas zu hören zu bekommen, was meinem Einfall eine gewisse Zukunft verspräche.

Kruesi fragte, als die Maschine fertig war, wozu sie diene.
Ich erklärte ihm, ich wolle die menschliche Rede festhalten; die Maschine werde das Hineingesprochene wiedergeben. Er hielt dies für baren Unsinn. Aber fertig war der Apparat nun doch geworden, und das Stanniol wurde aufgelegt.

Nun brüllte ich „Mary hat ein kleines Lämmchen" usw. hinein.
Ich brachte den Wiedergeber in die rechte Lage; die Maschine arbeitete tadellos. Allgemeines Erstaunen. Ich hatte immer meine Bedenken wegen solcher Dinge, die gleich das erstemal richtig gingen.

Eine lange Erfahrung hatte bewiesen, daß es noch viele Mißstände zu überwinden gab, ehe solche Sachen marktfähig waren. Hier aber hatte ich etwas ganz Einwandfreies vor mir."

Der Beweis

Bild 16. Eine 1877 besprochene Folie. Rillenabstand 2,5 mm
Bild 17. Ein Blatt der Original- konstruktionszeichnung des ersten Modells. Vom Erfinder und seinen Mitarbeitern abgezeichnet am 11. Dezember 1877

Der 6. Dezember 1877, das war der Tag, an dem Edison, weil schwerhörig, laut in den Apparat (Bild 14 und 15) „schrie", und dieser danach die von der kräftigen Stimme tief in den Schallträger, das weiche Stanniol, eingeprägten Schwingungen wiedergab. Denn nicht eingeschnitten, die straff um den Zylinder gespannte weiche Folie in die darunter liegende Schraubenrille von einem an der Kuppe verrundeten Stahlstift mehr oder weniger „eingedrückt", das war die Aufzeichnungsmethode beim ersten Sprechapparat.

Bei der Aufnahme wird der Schreibstift
mittels einer Schraubspindel genau über der Rille geführt, bei der Wiedergabe entsprechend der mit der Sprechmembran verbundene Wiedergabestift in der Spur. Die Sprachenergie selbst drückt die „Tiefenschrift" ein, diese wieder setzt die Sprechmembran in Bewegung [Bild 16).

Beim nächsten Gerät wurde dann vereinfacht für Aufnahme und Wiedergabe eine Membran mit dem gleichen Stift für Aufnahme und Wiedergabe benutzt, lediglich die Schalltrichter wurden ausgewechselt. Einfacher geht es wirklich nicht!

Ein fast neues Exemplar ist erhalten

Vom ersten Gerät kann ich erstmalig eine Detailzeichnung (Bild 17) veröffentlichen, sechs Tage nach der „Uraufführung" angefertigt, von Edison selbst datiert und signiert.

Dieses Erstgerät gelangte nach England
, weil das Britische Patentamt für die Patenterteilung einen Nachweis über die Funktionsfähigkeit des Verfahrens verlangte. Bis zum fünfzigsten Jubiläum, also bis vor 50 Jahren, stand es in London im Museum, dann kam es nach Amerika zurück.

Im Edison-Museum in West Orange steht es nun gut gesichert unter Glas
. Für eine Fernsehsendung aus den Edison-Laboratorien durfte ich es noch einmal in Betrieb setzen (siehe Titelbild Heft 24/1977).

(Fortsetzung folgt)

Das Literaturverzeichnis (die Quellen) zu den Artikeln 1 bis 39

finden Sie am Ende dieser ersten Artikelserie auf einer eigenen Literatur-Seite. Die dann folgenden nächsten 32 Artikel über die Magnetband/Tonbandaufzeichnung finden Sie hier in unserem Magentbandmuseum.

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