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© G.S.Altshuller, Die Originalausgabe Algorithmus des Erfindens erschien im Verlag "Moskauer Arbeiter", Moskau 1969.
Nach einer Rohübersetzung von Alfred Beckelt ins Deutsche übertragen von Dr. Kurt Willimczik, 1973.- S. 59-60, 68-72.

DIE IDEALE MASCHINE

Es gibt die naive, aber verbreitete Meinung, daß neue Maschinen, Mechanismen und Geräte aus dem Nichts entstehen. Zunächst sei nichts da. Dann komme der große Erfinder und schaffe etwas Vollendetes und Fertiges. Ungefähr so entstand, wenn man den Mythen glauben will, einst die Göttin Pallas Athene. Hephaistos schwang seine Streitaxt und spaltete Zeus mit einem gewaltigen Schlag den Schädel, ohne ihm zu schaden, und aus dem Kopfe des Blitzeschleuderers kam die gewaltige Kriegerin, die Göttin Pallas Athene, hervor. In voller Ausrüstung, in glänzendem Helm, mit Speer und Schild stand sie vor den erstaunten Augen der olympischen Götter.

Abb.4: Die zweihundertjährige Entwicklungsgeschichte der Schiffsschraube

Die Maschinen kommen jedoch nicht in vollendeter Form aus dem Kopf des Erfinders. Sie werden als Schwächlinge geboren und kräftigen sich allmählich, indem sie viele Erfindungen in sich aufnehmen. In Abbildung 4 ist zum Beispiel die zweihundert jährige Geschichte der Schiffsschraube gezeigt. Der erfinderische Gedanke entwickelte sich auf drei verschiedenen Wegen — Prototypen waren dafür die Flügel einer Windmühle, die wasserfördernde Schraube des Archimedes und das Rad der wassergetriebenen Mühle. Jeder Prototyp wurde durch die Leistungen vieler Erfinder in vielen Ländern weiterentwickelt. [Vgl. I.A. Lutschanski / A. A. Janowski, Vom Ruder bis zum Wasserstrahlantrieb, Moskau 1966 (russ.).]

Die drei beschrittenen Entwicklungswege näherten sich allmählich einander und führten schließlich zu den modernen Schiffsschrauben.

Hinter jeder beliebigen modernen Maschine (das bezieht sich auch auf Mechanismen und Produktionsprozesse, mit einem Wort, auf beliebige technische Objekte) steht eine ungezählte Folge von Erfindungen. Sogar für ein so unkompliziertes Gerät wie den Bleistift sind über 20 000 Patente und Urheberscheine erteilt und ausgegeben worden.

Jede Erfindung bringt einer Maschine einen Entwicklungsimpuls. In den Pausen zwischen zwei Impulsen bleibt die Maschine im Prinzip unverändert. Früher gab es lange Pausen. Die Maschinen vervollkommneten sich langsamer. Der Weg vom ersten Versuchsmuster bis zum ersten praktisch brauchbaren Stück war nach Jahrzehnten zu messen. So entstand zum Beispiel die Idee der elektrischen Glühlampe bereits zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Die elektrische Beleuchtung durch einen glühenden Draht wurde erstmals im Jahre 1840 versucht. Aber die erste, für den Masseneinsatz geeignete Lampe, wurde erst 39 Jahre später hergestellt. Heute werden Maschinen, Geräte und Anlagen wesentlich schneller weiterentwickelt und vervollkommnet. Die Idee des optischen Quantengenerators (Laser) entstand zum Beispiel im Jahre 1952. Schon zwei Jahre danach wurden Versuche mit dem ersten ent-wickelten Lasergerät durchgeführt, und nach weiteren sechs Jahren wurden schon verschiedene Lasergeräte industriell gefertigt. Maschinen und Geräte müssen ständig weiterentwickelt werden, und deshalb kann es nie Mangel an Erfindungsaufgaben geben. Trotzdem befassen sich die Erfinder meistens nur von Fall zu Fall mit der Lösung neuer technischer Aufgaben.[...]

Die Maschinen entwickeln sich also nicht so, "wie es gerade kommt", sondern in bestimmter logischer Folge.

In Abbildung 5 ist zum Beispiel gezeigt, wie sich der Dampfkessel entwickelte. An die Kesselkonstruktion werden widersprüchliche Anforderungen gestellt. Um die Festigkeit bei Erhöhung des Drukkes zu sichern, muß der Kessel eine kugelförmige oder zylindrische Form haben. Diese Form aber ergibt eine minimale Heizfläche und so eine niedrige Dampfleistung. Um diesen widersprüchlichen Anforderungen gerecht zu werden, mußte die zylindrische Form erhalten bleiben und gleichzeitig der Zylinder verlängert werden.

Abb. 5: Die Entwicklung des Dampfkessels: Das einfache Kesselgefäß verwandelte sich in ein Rohrsystem mit einer großen Gesamtheizfläche.

Das Kesselgefäß verwandelte sich allmählich in ein Rohr-system mit großer Gesamtheizfläche.
Eine der Hauptrichtungen bei der Entwicklung der Maschinen besteht in der Änderung ihrer Abmessungen. Die Maschinen werden sozusagen mit einer mittleren Größe geboren. Dann verläuft ihr Entwicklungsweg in zwei entgegengesetzten Richtungen. Die Abmessungen werden erhöht, gleichzeitig werden aber auch immer kleinere Muster geschaffen. Diese beiden Tendenzen kann man beispielsweise bei der Entwicklung des Baggers deutlich erkennen. Für Transport- und Bearbeitungsmaschinen ist die Vergrößerung der Abmessung der einzelnen Aggregate typisch. Bei Kontroll- und Meßgeräten zeigt sich dagegen die Tendenz, daß sich die Abmessungen vermindern.

Jede Maschine strebt ein bestimmtes Ideal an und entwickelt sich sozusagen auf ihrem eigenen Entwicklungsweg. Im Endeffekt jedoch treffen diese verschiedenen Wege in einem Punkt, ähnlich wie die Meridiane am Pol, zusammen.

Den Pol für alle Entwicklungswege bildet die ideale Maschine. Die ideale Maschine ist ein Eichmuster, daß über folgende Besonderheiten verfügt: Masse, Volumen und Fläche des Objekts, mit dem die Maschine arbeitet (d. h. transportiert, bearbeitet usw.), stimmen ganz oder fast ganz überein mit Masse, Volumen und Fläche der Maschine selbst.

Die Maschine ist nicht Selbstzweck. Sie ist nur das Mittel zur Durchführung einer bestimmten Arbeit. Der Hubschrauber ist zum Beispiel zum Transport von Menschen und Lasten bestimmt. Hierbei sind wir gezwungen (und nur gezwungen!), auch den Hubschrauber selbst zu transportieren. Es ist verständlich, daß der Hubschrauber um so idealer sein wird, je geringer sein Eigengewicht ist, (unter der Bedingung, daß andere Eigenschaften sich nicht verschlechtern). Der ideale Hubschrauber würde nur aus einer Passagierkabine bestehen, die fähig ist, sich selbst mit der gleichen Geschwindigkeit zu bewegen, mit der der Hubschrauber sie transportiert.

Alle Teile einer idealen Maschine führen ständig eine nützliche Arbeit entsprechend ihren berechneten Möglichkeiten aus. Eine Maschine existiert, um zu arbeiten. Dabei arbeiten viele Maschinen jedoch nur periodisch. Ja noch mehr, wir gewöhnen uns daran, eine Maschine sogar in solchen Fällen als arbeitend anzusehen, in denen tatsächlich nur eines ihrer Teile arbeitet und die übrigen außer Betrieb sind. So steht ein Lastkraftwagen (Lkw), der Wandplatten transportiert, bei jeder Tour 40 bis 50 Minuten still. Beim Beladen oder Entladen arbeitet nur die Ladeplattform des Lkw, während der Motor und der Fahrteil stillstehen. Das gleiche Fahrzeug, im Komplex mit mehreren abnehmbaren Ladeplattformen arbeitend, verliert fast keine Zeit für das Be- und Entladen. Man belädt eine Plattform, in der Zeit fährt der Lastkraftwagen beladen zur Baustelle, dort wird die dritte Ladeplattform bereits entladen und für die sofortige Rückfahrt bereitgestellt.

Nur die Tendenzen sind während eines langen Zeitraums fortschrittlich und wirksam, welche die reale Maschine der idealen annähern. Nehmen wir doch nur eine solche Tendenz, wie die Vergrößerung der Abmessungen eines Einzelaggregats. Auf den ersten Blick ist unklar, weshalb eine Vergrößerung der Abmessungen die Maschine an die ideale Maschine annähert. Das ist jedoch alles sehr einfach. Je größer die Maschine ist, desto geringer ist gewöhnlich das Verhältnis ihrer Eigenmasse (oder Volumen, Fläche) zu der Masse (Volumen, Fläche), mit der sie arbeitet. Ein Lastkraftwagen, der 3 t Last befördert, hat ein Gewicht von anderthalb Tonnen. Ein Drittel der Leistung des Motors wird darauf verwendet, die Konstruktion selbst zu fahren. Ein Lastkraftwagen jedoch, der auf 15 Tonnen Last berechnet ist, wiegt insgesamt nur 5 t. Der Anteil des toten Gewichts ist beträchtlich gesenkt, und gerade das nähert die Maschine einer idealen Maschine an. Ein 140-t-Selbstkipper wird innerhalb von 15 Sekunden entladen. Das ist weit weniger Zeit, als für das Entladen von 5-t-Lastkraftwagen benötigt wird.

Häufig wird die Maschine als ideal angesehen, die schöner und stärker ist. Das ist ein ernst zu nehmender Fehler. Er schafft eine psychologische Barriere, die der Erfinder nur schwer überwinden kann. Der Gedanke wird von vornherein darauf gelenkt, Lösungen für eine elegante und starke Maschine zu suchen. Prinzipiell neue Wege werden hierbei meistens aus dem Auge verloren.

Betrachten wir doch die Frage der Schönheit einer Maschine. Es ist unbestritten, daß eine gute Maschine auch schön sein muß. Das betrifft aber die „ausgewachsenen" hochentwickelten Maschinen. Die gerade erst entwickelte hat das Recht, häßlich zu sein. Wichtig ist, daß ihr Wirkprinzip vollkommener ist als das Prinzip der bereits vorhandenen Maschinen. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, braucht man nicht zu zweifeln, daß die Maschine bald schöner wird und die früheren Schönheiten in den Schatten stellt.

Der Erfinder braucht beim Lösen seiner Aufgabe nicht über die Schönheit der zukünftigen Maschine nachzudenken. Keiner braucht sich zu scheuen, wenn es notwendig ist, eine äußerlich noch plumpe Maschine, aber innerlich schöne Konstruktion vorzuschlagen.


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