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28. Juni 2004

SS 2004, VO Einführung in die Wissenschaftstheorie,

LV 296502, Gruppe Doktoratsstudenten, Studienkennzahl 092

Hausaufgabe aus dem Dissertationsthema zur Sozial- und Wirtschaftsgeschichte

Viktor Kaplan (1876-1934). Eine Biographie

Was ist eine Kaplanturbine ?

Generat

Gene

o

rato r

r

Kaplanturbine mit

vier drehbaren

Schaufeln

Kaplanturbine in einem Flusskraftwerk

Bild entnommen aus: Oberösterreichische Kraftwerke AG: Viktor Kaplan, Energie aus Wasser.

Linz 1984. (Ergänzung der Beschriftung d. Verf.)

Martin Gschwandtner

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A. Turbinentypen

1. Zur Ausnutzung der Wasserkraft haben sich drei Haupttypen von Turbinen herausgebildet:

° Die

Francis-Turbine,

erfunden 1855 von James Bicheno

Francis (

1815-1892

,

geb. in England,

in die USA (Massachusetts) ausgewandert.

Verwendung: Mittlere Gefälle (ca. 50-300m) und mittlere bis große Wassermengen

° Die

Pelton-Turbine,

erfunden 1880 von Lester Allen

Pelton

(1829-1908, geb. im US-

Bundesstaat Ohio)

Verwendung: Große Gefälle (bis 2000 m) und rel. kleinere Wassermengen

° Die

Kaplan-Turbine,

erfunden 1912 durch Viktor

Kaplan

(1876-1934, geb. in Mürzzuschlag)

° Verwendung: Kleine Gefälle (bis 20 m) und sehr großen Wassermengen

B. Viktor Kaplan

Geboren am: 27. November 1876 in Mürzzuschlag, Herzogtum Steiermark

Eltern:

Karl Viktor Kaplan, Beamter der k.k. Staatsbahnen, geb. in Wiener Neustadt und

Johanna, geb. Wust, geb. in Pettau, Südsteiermark (heute Slowenien)

Geschwister. Karl und Anna Luise (Mädchen bald nach* gest.)

1883-1887: Volksschule in Neuberg an der Mürz, Steiermark

1887-1895: Realschule in Wien IV, Waltergasse

1895-1900: Studium des Maschinenbaues an der Technischen Hochschule Wien

1901-1903:

Maschinenfabrik GANZ in Leobersdorf, Niederösterreich

1903-1931: Konstrukteur, O. Professor für Wasserkraftmaschinen an der Deutschen

Technischen Hochschule in Brünn:

1903: Arbeit über neuartigen Einspritzmotor als Dissertation an der TH Wien eingereicht.

Arbeit wurde zurückgestellt. Aufforderung, die theoretischen Erkenntnisse durch Versuche zu

belegen. Dazu kam es wegen seines Umzuges nach Brünn nicht mehr.

1908: Erstes größeres Werk über Turbinen: ,,Bau rationeller Francisturbinenlaufräder"

1909: Promotion an der TH Wien zum Doktor techn, Habilitation an der TH Brünn, Heirat mit

Margarete Strasser, Tochter eins wohlhabenden Wiener Tuchhändlers

1909-1912 :Entwicklung der Propellerturbine mit drehbaren Schaufeln

1912,1913: grundlegende Patente für seine Turbine.

1912: Berufung an die TH Aachen abgelehnt.

1914: Nachfolger von Prof. Musil (Vater von Robert Musil) auf dem Lehrstuhl für

Wasserkraftmaschinen der DTH Brünn

1914 ­1925 Patentstreitigkeiten, Kaplan behielt die Oberhand, endgültige Abweisung aller

Einsprüche durch das Reichspatentgericht Leipzig 1925. Insgesamt hatte Kaplan rund 260 Patente.

Kinder: Margarete, geb.1910, Gertrude geb.1913, sowie insgesamt 13 Enkelkinder

Erste Kaplanturbine: Durch Fa. Storek in Brünn gebaut, 1919 in Velm (Gemeinde

Grammatneusiedl) in Niederösterreich aufgestellt.

Ab 1923:

Große Turbinen für Kraftwerke in Österreich

Schweden, Deutschland,

Russland und Irland. Die Kaplanturbine trat ihren Siegeszug um die Welt an.

1926:

Ehrendoktor der TH Prag

1927:

Berufung an die TH Wien aus Gesundheitsgründen abgelehnt

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1930:

Ehrenbürger der Gemeinde Unterach, Bürgermeisterstelle abgelehnt.

1931:

Beurlaubung von der TH Brünn bis zur erhofften Genesung, Rückzug auf sein

Landgut Rochuspoint in der Ortschaft Au, Gemeinde Unterach.

1934:

Ehrendoktor der Deutschen Technischen Hochschule Brünn.

Gestorben:

23. August 1934 im 58. Lebensjahr an einem Schlaganfall auf Rochuspoint. In

Unterach beerdigt und ein Jahr später, seinem testamentarischen Wunsch

entsprechend, auf eine eigene Grabstätte auf seinem Landgut in der Ortschaft Au

umgebettet.

1936:

Weltkraftkonferenz in Berlin: Erklärung, dass die Kaplanturbine zu den größten

Fortschritten gehört, die auf dem Gebiet des Wasserturbinenbaues je gemacht

wurden.

1961:

1000-Schilling-Note mit dem Bildnis Kaplans

1974: Tschechische

100-Kronenmünze mit dem Bildnis Kaplans

1984:

Österr. 2,50 Schilling-Briefmarke mit dem Bildnis Kaplans

Gedenkstätten bzw. Gedenktafeln: Mürzzuschlag, Velm, Wien, Brünn, Unterach.

C. Was ist eine Kaplanturbine?

1. Kaplanturbinen sind Turbinen mit drehbaren Laufschaufeln

2. Kaplanturbinen haben meist vier Schaufeln

3. Kaplanturbinen eignen sich besonders für Flusskraftwerke.

4. Sie eignen sich besonders deshalb für Flusskraftwerke, weil sie auch bei niedrigem

Wasserangebot (Teilbeaufschlagung) einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.

5. Viele Flüsse haben im Laufe eines Jahres starke Wassermengenschwankungen.

6. Kaplanturbinen erreichen höhere Drehzahlen als Francis-Turbinen

7. Für den Antrieb von Drehstromgeneratoren sind hohe Drehzahlen von Vorteil

8. Wenn man keine Kaplanturbinen zur Verfügung hätte, dann müsste man bei Flusskraftwerken

Francisturbinen verwenden.

9. Francisturbinen haben bei Teilbeaufschlagung einen schlechteren Wirkungsgrad als

Kaplanturbinen

10. Bei Verwendung von Francisturbinen braucht man für eine bestimmte Leistung eine

größere Anzahl von Turbinen als bei Verwendung von Kaplanturbinen.

11. Kraftwerke mit Kaplanturbinen sind daher kleiner und billiger.

12. Kaplanturbinen können vertikal oder horizontal (Rohrturbine) eingebaut werden.

13. Kaplanturbinen werden auf der ganzen Welt verwendet.

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D. Repräsentierung verschiedener Aussagesätze

Ö1(a)

T1(a)

E3 (a, b, c)

Victor Kaplan, ein österreichischer

Konjunktionssatz

Techniker, erhielt 1912 das Hauptpatent

Nr. 82798 auf seine Turbine.

(a ersetzt `Kaplan`, b ersetzt 1912, c das Hauptpatent Nr. 82798;

Ö1(x): x ist österreichisch; T1(x): x ist Techniker; E3 (x,y,z):

x erhielt im Jahre y das Patent z)

E1 (a)

Kaplan hat die Eigenschaft, ein Erfinder zu sein

Einfacher Satz

¬

x (T1(x)

E1(x))

Nicht alle Techniker sind Erfinder

Negationssatz

x (E1(x)

Ö1(x))

Einige Erfinder stammen aus

Existenzsatz

Österreich

x (E1 (x)

Z1 (x))

Alle Erfinder sind zielstrebig

Allsatz

x (T1(x)

P1(x) v F1(x) v K1 (x))

Für alle Turbinen gilt, dass jede von ihnen

Allsatz

einer der drei Turbinentypen, Pelton-, Francis-,

oder Kaplanturbinen angehört.

x

y (K1(x)

F1(y)

L2 (x, y))

Kaplanturbinen (x) sind leistungsfähiger als

Allsatz Francisturbinen

(y)

E2 (a, b)

Die Kaplanturbine nach Hauptpatent 82798 wurde

einfacher Satz

in Brünn erfunden.

x (B1(x)

E1(x)

M1(x))

Einige

bedeutende

Erfindungen stammen aus

Konjunktionssatz Mähren

x (T1 (x)

E2 (x, a)

H1(x))

Alle Turbinen, die Kaplan erfunden hat, haben

Allsatz drehbare

Schaufeln

x (K1(x)

D1 (x))

Alle

Kaplanturbinen

haben die Eigenschaft, dass

Allsatz

ihre Schaufeln drehbar sind.

(Für alle x, die die Eigenschaft haben

Kaplanturbinen zu sein, gilt: die Schaufeln an

den Turbinen x sind drehbar)

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x (T1(x)

K1(x)

H1 (x ))

Für alle x gilt: wenn x eine Turbine ist und die

Allsatz Eigenschaft

besitzt,

eine Kaplanturbine zu sein,

dann hat sie drehbare Schaufeln.

x (K1(x)

E1 (x))

Kaplanturbinen eignen sich für Flusskraftwerke

Allsatz

a)

x

y (E1(x)

F2 (x, a)

E1(y)

F2 (y, a)

¬

(x = y))

Mehrfacherfindung

Existenzsatz

a ersetzt ´Propellerturbine`; M1(z): z ist Mehrfacherfindung;

E1(x): x ist Erfinder;

F2 (x, z): x erfand z

b)

M1 (a)

x

y (E1(x)

F2 (x, a)

E1 (y)

F2 (y, a)

¬

(x = y))

Implikationssatz

Ist der folgender Satz wahr bei der gegebenen Interpretation ? :

¬

T1 (c) v T1 (a)

¬

S2 (a, b) v

¬

T1 (a)

c ersetzt ´das Mühlrad am Ort...`;

Implikationssatz

a

ersetzt

`Kaplanturbine´;

b ersetzt ´Francisturbine´; T1 (x): x ist Turbine;

S2 (x, y): x dreht sich schneller als y;

T1 (c) T1 (a) S2 (a, b)

¬

T1 (c) v T1 (a)

¬

( S2 (a, b) v

¬

T1 (a))

f w w

w f w w f f w w f w

A

B =

¬

(A

¬

B) =

¬

A v B

Ergebnis:

Der Satz ist falsch bei der gegebenen Interpretation

E. Ist die Kaplanturbine eine Einzelerfindung?

E. 1

Aus dem Aufsatz: Felzmann, Fritz: Wirkstoff Wasser. Wien 1964, S.16. geht hervor, dass ein

Wiener Hauslehrer namens Eugen Banauch (geb. 1865 in Wischnau in Mähren, gest. 1946 in Wien)

bereits 1904 eine Wasserkraftmaschine mit beweglichen Schaufeln erfunden hat. Wären die

beweglichen Schaufeln als drehbare Schaufeln ausgeführt, dann wäre Banauch früher als Kaplan

der Erfinder einer Propellerturbine.

Aus der österr. Patentschrift Nr. 20515 vom 25. Juni 1905 geht hervor, dass die Schaufeln der

Banauch-Turbine einfahrbar, aber nicht drehbar sind und diese Turbine keine Ähnlichkeit mit der

von Kaplan erfundenen Turbine hat.

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Andere Patente, die ebenfalls Turbinen mit drehbaren Schaufeln zum Erfindungsgegenstand haben,

sind nicht bekannt. Alle Einsprüche gegen Kaplans Patentansprüche wurden vom

Reichspatentgericht Leipzig 1925 endgültig abgewiesen. Im Gegensatz zu einer Mehrfacherfindung,

bei der mehrere Erfinder unabhängig voneinander ungefähr zur gleichen Zeit zu ähnlichen

Ergebnissen kommen bzw. die gleiche Erfindung machen, ist die Propellerturbine mit drehbaren

Schaufeln (Kaplanturbine) nach dem Stand der heutigen Kenntnisse die Einzelerfindung von Viktor

Kaplan.

E. 2 Formulierungen für ein Argument:

(P1) Alle Wasserkraftmaschinen mit drehbaren Schaufeln sind Propellerturbinen

(P2) Alle Wasserkraftmaschinen mit einfahrbaren Schaufeln sind keine Propellerturbinen

(P3) Die Wasserkraftmaschine mit einfahrbaren Schaufeln wurde von Eugen Banauch erfunden

P(4) Die Wasserkraftmaschine mit drehbaren Schaufeln wurde von Viktor Kaplan erfunden

P(5) Wenn ein Erfinder die Kaplanturbine erfunden hat und er nicht identisch ist mit Viktor

Kaplan, dann heißt der Erfinder Eugen Banauch und die Banauchturbine ist identisch mit der

Kaplanturbine.

(K) Es gibt keinen Erfinder der Kaplanturbine, der nicht identisch ist mit Viktor Kaplan.

E. 3 Formalisiertes Argument:

(P1)

x (W1 (x)

D1(x)

P1(x))

(P2)

x (W1 (x)

E1(x)

¬

P1(x))

(P3)

W1 (a)

E1(a)

E2 (c, a)

(P4)

W1 (b)

D1 (b)

E2 (d, b)

(P5)

x ((E2 (x, b)

¬

x = d)

(x = c

a = b))

(K)

¬

x (E2 (x, b)

¬

x = d)

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°

Interpretation:

(a ersetzt ´der Prototyp der Banauchturbine` ("die Banauchturbine")

(b ersetzt ´der Prototyp der Kaplanturbine` ("die Kaplanturbine")

(c ersetzt ´Eugen Banauch`)

(d ersetzt ´Viktor Kaplan`)

W1(x): x ist Wasserkraftmaschine

D1(x): x hat drehbare Schaufeln

P1 (x): x ist Propellerturbine

E1 (x): x hat einfahrbare Schaufeln

E2 (x, y): x hat y erfunden

Es handelt sich um ein logisch gültiges Argument.

Warum? Logisch gültig bedeutet, dass die

Konklusion dieses Argumentes begründet ist, falls seine Prämissen wahr sind. Oder anders:

Gegeben alle Prämissen wären wahr, würde auch die Konklusion wahr sein. Die angegebenen

Prämissen sind wahr.

° Die Konklusion sagt aus:

Die Propellerturbine mit drehbaren Schaufeln ist eine Einzelerfindung.

Der Erfinder heißt Viktor Kaplan. Er nannte diese Turbine ,,Kaplanturbine".

F. Zur Herkunft des Familiennamens ´Kaplan`

° Argument:

(P1)

x (V2 (x, a)

S2 (x, b))

Es gibt Vorfahren von Kaplan, die aus dem

Banat stammen

(

P2) T2 (b,

c)

Das Banat war bis 1718 türkisch

(P3)

x (B2 (x, d)

H2 (x, e))

es gibt Bürger in der Türkei, die den

Namen ´Kaplan´ tragen.

(K )

K2 (e, d)

Der Name ´Kaplan` kommt aus der Türkei

° Interpretation:

a ersetzt Kaplan; b ersetzt ´das Banat`; c ersetzt ´bis 1718´; d ersetzt `in der Türkei`; e ersetzt den

Namen ´Kaplan`. V2 (x, y): x ist Vorfahre von y; S1 (x, z): x stammt aus z;

T2 ( z, z1): z war türkisch bis z1; B2 (x, z2): x ist Bürger in z2; H2 (x, z3): x trägt z3.

K2 ( z3, z2): z3 kommt aus z2.

Das vorstehende Argument ist nicht logisch gültig ! Warum?: Logisch ungültig bedeutet, dass die

Konklusion dieses Argumentes nicht begründet ist, falls seine Prämissen wahr sind. Die Konklusion

dieses Argumentes ist nicht begründet. K2 (e, d) folgt nicht logisch aus den Prämissen. Es fehlen

Prämissen, die den logischen Zusammenhang zwischen P1 ­ P3 und K herstellen. Würde man in der

---

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Prämisse 3 den Namen `Maier` einsetzen, käme als Konklusion heraus: ,,Der Name `Maier` kommt

aus der Türkei", was keinesfalls stimmen kann.

.

Literatur:

°

Leitgeb,

Hannes: Einführung in die Wissenschaftstheorie. Skriptum zur Vorlesung. UNI Salzburg, SS 2004.

°

Beckermann,

Ansgar: Einführung in die Logik. 2.Auflg. Berlin, New York 2003.

° Felzmann,

Fritz: Wirkstoff Wasser. Wien 1964, S.16, Wien 1964,

°

Lechner,

Alfred: Viktor Kaplan. In: Österreichisches Forschungsinstitut für Geschichte der Technik,

Blätter für Geschichte der Technik. (1936), Heft 3, S. 15 - 73.

° Meerwarth,

Karl: Wasserkraftmaschinen. 11. Aufl. Berlin 1974.

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