Innovationskunst und ihre Geschichte

Anfang 1896 erschüttert eine Sensation die wissenschaftliche Welt: Mit den X-Strahlen, der Entdeckung von Wilhelm Conrad Röntgen, bricht eine neue Ära der Medizin an. Erstmals wird das sichtbar, was bisher im Körper verborgen blieb. Erste Röntgenanlagen werden wenig später gebaut und verkauft – darunter zwei Technologien, die diese Zeit geprägt haben: die Drehanodenröhre Pantix und die Röntgenkugel von Siemens, zwei Erfindungen aus Erlangen. 

Die Pantix wird zur Grundlage der Entwicklung heutiger Röntgenröhren und ist schon damals deutlich belastbarer und leistungsfähiger als andere. In ihr rotiert die Anode, sodass im Brennfleck weniger Hitze entsteht als bei feststehenden Anoden. Das führt zu mehr Bildschärfe bei einer kurzen Aufnahmezeit. Ein Jahr später folgt das erste mobil einsetzbare Röntgengerät: die Röntgenkugel. Die Röntgenröhre und der notwendige Hochspannungstransformator befinden sich hier in einem Kugelgehäuse. Ihr Vorteil: Die Röhre kann direkt ans Stromnetz angeschlossen werden. Sie wird knapp 30.000 Mal verkauft.

Zeitsprung in das Jahr 1953: Die Elektronenschleuder Betatron wird zum Durchbruch für die Strahlentherapie. Das Betatron beschleunigt Elektronen in einer kreisförmigen Bahn mittels eines Magnetfelds bis knapp unter Lichtgeschwindigkeit. So werden erstmals auch tiefliegende Tumore effektiv bestrahlt. Diese Technologie wird deshalb zur Grundlage der modernen Strahlentherapie. 

Hochreines Silizium ist bis heute Basis für Mikroelektronik wie Dioden, Transistoren oder Chips. 1953 entwickeln Erfinder bei Siemens ein neues Verfahren, um Silizium zu reinigen: Das sogenannte Zonenziehverfahren sorgt dafür, dass sich unter einer Milliarde Siliziumatome nur zwei Fremdatome befinden.

Vier Jahrzehnte später, in den 1990er-Jahren, stellt Siemens die ersten Kundenmuster des 256-Megabit Speicherchips vor – damals der kleinste und schnellste Speicherhalbleiter seiner Art. Auf ihm lassen sich erstmals die gesamten Werke von Shakespeare und Goethe speichern. Heute nichts Besonderes, doch damals eine Sensation.

Vom Transistor zur digitalen Fabrik: Die in Amberg und Nürnberg erfundene SIMATIC-Steuerung macht bis heute viele Anlagen produktiver, effizienter, schneller und zuverlässiger. 2018 feierte das Steuerungsmodul seinen 60. Geburtstag. 

1996 kam mit dem „Totally Integrated Automation (TIA)“ Portal eine Möglichkeit hinzu, einzelne Komponenten der Produktion aufeinander abzustimmen und Hard- und Software eng miteinander zu verzahnen. Mit MindSphere folgt 2016 das erste cloudbasierte, offene Internet-Of-Things-Betriebssystem, das die Verbindung von Maschinen und physischer Infrastruktur ermöglicht. Basis dafür: die SIMATIC aus Amberg.

Eine Forschungsstadt für Starkstrom: Ab 1959 entsteht ein neues Forschungszentrum in Erlangen. Mit dabei: ein Hochhaus, Plasma-Physikgebäude und ein Teich. Zur Eröffnung des Zentrums startete ein Motorboot zu seiner Jungfernfahrt auf dem Teich des Geländes. Das Besondere: Das kleine Boot wurde angetrieben von einem Elektromotor, der seine Energie von Brennstoffzellen erhielt, einer damals "völlig neuartigen Antriebsart".

Als sich Apollo 11 am 16. Juli 1969 mit Geschwindigkeiten bis zu rund 39.000 Stundenkilometern auf die 384.403 Kilometer lange Reise zum Erdtrabanten macht, ist auch Siemens-Technik an Bord. Sowohl im eigentlichen Raumschiff, im Kommandomodul „Columbia“, als auch in der Mondlandefähre „Eagle“ sorgen spezielle Leuchten dafür, dass die Anzeigetafeln der Bordcomputer erleuchtet sind.

Auch die Astronauten können dank der Leuchten bei diffusen Lichtverhältnissen Daten problemlos ablesen. In magischem Grün lassen die von Siemens entwickelten Elektrolumineszenz-Leuchten die Anzeigen und Armaturen erstrahlen und verbrauchen dabei nahezu keinen Strom. Außerdem sind sie äußerst betriebssicher und langlebig – Faktoren, die hunderttausende Kilometer von der Erde entfernt entscheidend sind.

Zwischen 1959 und 1965 entsteht auf dem Gelände des neuen Forschungszentrums in Erlangen eine weitere Besonderheit: eine Rundstrecke für Magnetschwebebahnen. Mit einem Durchmesser von 280 Metern ist sie gebaut für den Dauertestbetrieb. 1973 nimmt der sogenannte Magnetkissen-Express seine erste Fahrt auf, mit Erfolg. Die Forscher vor Ort schaffen die Grundlagen für die Magnetschwebebahntechnik und den späteren Transrapid.

Die Forscher des Forschungszentrums in Erlangen schaffen nicht nur die Grundlage für den späteren Transrapid. Auf der extra erbauten Versuchsstrecke testen sie auch eine Hochbahn, die Anfang der 1980er Jahre zunächst in Erlangen erprobt und später ihren Regelbetrieb in Dortmund aufnimmt.

Im Februar 1978 beginnt ein kleines Team in Erlangen mit der Entwicklung eines ersten Magnetresonanztomographen. Die Anfänge sind schwer: Für den Testlauf sind damals noch mehrere Stunden Aufnahmezeit nötig. Statt eines Menschen wird deshalb eine grüne Paprika in der Röhre untersucht. Sie wird kurzerhand zum Modell für ein menschliches Herz. Das Gemüse liefert den Beweis, dass die Technik selbst feine Strukturen des Weichteilgewebes abbilden kann. Ein paar Jahre später, 1983, wird der erste Magnetresonanztomograph von Siemens, MAGNETOM, vorgestellt. Er ist Anfang einer ganzen MRT-Produktfamilie.

Brennstoffzellen können elektrische Energie direkt aus Sauerstoff und Wasserstoff erzeugen. Der Wirkungsgrad ist dabei deutlich höher, und die Schafstoffemissionen deutlich geringer als bei herkömmlichen Stromerzeugern. 

1994 erreicht eine keramische Hochtemperatur-Brennstoffzelle vom Typ SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) im Betrieb mit Wasserstoff und Sauerstoff weltweit erstmalig eine Leistung von 1,8 Kilowatt (kW). Der bisherige Höchstwert: 1,3 kW. Auch die Leistungsdichte von 0,6 Watt pro Quadratzentimeter war ein Spitzenwert. 

Seit der Erfindung der Dynamomaschine entwickelt Siemens effiziente und zuverlässige Energiesysteme. 2010 lieferte Siemens den weltweit größten und leistungsfähigsten 800-Kilovolt-Stromrichtertransformator aus. Er beliefert die 2.000 Kilometer lange Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Strecke zwischen Xiangjiba und Shanghai mit Strom – die längste und leistungsstärkste Gleichstromverbindung der Welt. Der einphasige 800-kV-Stromrichtertransformator verfügt über eine Nennleistung von 321 Megavoltampere (MVA) und hat ein Transportgewicht von 380 Tonnen – ein wahres Schwergewicht. Sein Auftraggeber, die State Grid Corporation of China, ist mit rund einer Milliarde Kunden der größte Stromversorger der Welt. 

Der Weltrekordtrafo wurde von Siemens im Nürnberger Transformatorenwerk entwickelt, gefertigt und geprüft. Er ist der erste von insgesamt sieben 1.100 kV-HGÜ-Transformatoren, die Siemens und ein Partnerunternehmen für die derzeit größte HGÜ-Anlage der Welt liefern. Eingesetzt werden diese Transformatoren in der Stromrichterstation Guquan. Über eine Strecke von 3.324 Kilometern wird die Anlage des Netzbetreibers State Grid Corporation of China (SGCC) Strom mit einer Übertragungsleistung von insgesamt 12 Gigawatt (GW) von Changij im Nordwesten Chinas (Provinz Xinjiang) bis an die bevölkerungsreiche Ostküste in der Provinz Anhui übertragen. Die HGÜ-Linie ging Ende 2018 in Betrieb.