Profilarbeit

 

Fach: Physik

 

Fachlehrer: Herr Wiegand

 
 

 

 


Leuchtfeuer

 

 

            und

 
  

 

 

Verfasser: Clemens Volkmann

 

Klasse: 12/3

 

 

Technik

 


Leuchttürme, Technik und Entwicklung

 

 

Seite 3

 
1. Eröffnung

1.1 Vorwort............................................................................................................................

1.2 Einleitung..................................................................................................................................3

 

2. Auftakt

2.1 Leuchtfeuer, Leuchtturm, Leuchtturmwärter......................................................................5

2.2 Entwicklung des Seezeichenwesens........................................................................................5

 

3. Lichtquellen im Laufe der Zeit

3.1 Holz- und Kohlefeuer..............................................................................................................8

3.2 Argand Lampe und Petroleumbrenner.................................................................................9

11

 
3.3 Gasglühlicht............................................................................................................................10

3.4 elektrisches Licht....................................................................................................................

 

4. Lichtreflexion und Lichtbrechung

4.1 Hohlspiegel.............................................................................................................................13

4.2 Fresnels Linsenapparate.......................................................................................................14

 

5. Kennungserzeugung

17

 
5.1 Drehfeuer und ihre Antriebe................................................................................................16

5.2 Kennungen durch Blenden....................................................................................................

 

6. Trag- und Sichtweite...............................................................................................................19

 

7. Funktionen von Leuchtfeuer

21

 
7.1 Seefeuer...................................................................................................................................21

22

 
7.2 Leitfeuer..................................................................................................................................

7.3 Richtfeuer................................................................................................................................

7.4 Molenfeuer..............................................................................................................................22

 

8. Schlusswort...............................................................................................................................24

 

9. Anhang

29

 
9.1 Bilderverzeichnis....................................................................................................................26

31

 
9.2 Bildernachweis........................................................................................................................

31

 
9.3 Thesen......................................................................................................................................

32

 
9.4 Bibliographie...........................................................................................................................

9.5 Literaturnachweis..................................................................................................................


1. Eröffnung

 

1.1 Vorwort

 

Die vorliegende Profilarbeit mit dem Titel -Leuchttürme, Technik und Entwicklung- beschäftigt sich mit der Entstehung des Leuchtfeuerwesens und den wichtigsten technischen Errungenschaften für das Seezeichenwesen. Außerdem werden grundlegende Elemente rund um das Thema Leuchtfeuer erklärt.

Im Schlusswort finden sich Gedanken über die Notwendigkeit von Leuchttürmen im digitalen Zeitalter, sowie über ihre Überlebenschancen.

 

 

1.2 Einleitung

 

Seit über zwei Jahrtausenden stehen Leuchtfeuer an den Küsten der Weltmeere und seit dem haben sie nur den einen aber notwendigen Zweck zu erfüllen: den Seefahrern der Welt die nächtliche Navigation zu erleichtern. Jeder der schon einmal auf einem Schiff auf dem offenen Meer durch die Nacht geschippert ist weiß wie schwer es ist sich in der unendlichen Dunkelheit zu orientieren.

Neben den Leuchtfeuern sind die Sterne die einzigen Anhaltspunkte die man auf See hat, doch auf einen sternenklaren Himmel kann man sich genauso wenig verlassen wie auf eine ruhige See. Denn zu oft ist der Himmel von Wolken verhangen und wer glaubt er könne sich jetzt auf sein Gefühl verlassen hat meistens schon verloren. Ein kleiner Fehler beim Navigieren kann schon zum auflaufen führen.

Doch es gibt ja noch die Leuchttürme und mittlerweile ja auch noch andere wesentlich genauere Navigationstechniken wie das Globale Positions- System GPS.

Doch vor hundert Jahren mussten sich die Kapitäne noch nach Leuchttürmen oder eben den Sternen richten.

Umso beruhigter müssen sie gewesen sein, wenn sie in der Nacht ein Feuer an Land ausmachen konnten und es sich als Leuchtturm identifizieren ließ. Nach ihm konnten sie sich richten und er leitete sie mit seinem immer im gleichen Takt scheinenden Feuer zuverlässig wie ein Schweizer Uhrwerk in den Hafen, durch die gefährlichen Untiefen oder an tödlichen Klippen vorbei.

Der Dank der Kapitäne richtete sich dann immer an die unbekannten Männer (manchmal auch Frauen) die den Leuchtturm bedienten. Der Leuchtturmwärter war verantwortlich dafür, dass sich die Seefahrer auf das Licht von der Küste verlassen konnten.

Von diesen Männern auf den Türmen an der See oder in der peitschenden See haben viele ein romantisch geprägtes Bild, sie denken an Leuchtturmromantik.

Doch diese Arbeit war alles andere als romantisch, die sensible, umfangreiche und schwere Technik bedurfte viel Geschick, Kraft und Wartung. Bei besonders stürmischen Nächten mussten die Wärter das Feuer „verteidigen“ und dafür sorgen, dass es die ganze Nacht bis zum Sonnenaufgang brannte.

Am Tag musste die Technik dann wieder für den nächtlichen Betrieb vorbereitet werden und etliche andere Dinge standen ebenfalls auf dem Programm.

Von dieser umfangreichen Technik, die sich im laufe der Jahrhunderte parallel zur Entwicklung der Seefahrt weiterentwickelte und verbesserte, werde ich in dieser Profilarbeit schreiben, und so vielleicht die Begeisterung, die so viele Menschen den Leuchttürmen entgegenbringen, ausdrücken und erklären können.

 

 


2. Auftakt

 

2.1 Leuchtfeuer, Leuchtturm, Leuchtturmwärter

 

Als Leuchtfeuer bezeichnet man alle Einrichtungen, die ein Feuer, also ein Licht, zur Navigation aussenden. Leuchtfeuer können auf Masten, auf Gebäuden wie Häusern oder auch auf Türmen installiert sein.

Im letzten Fall spricht man von Leuchttürmen. Diese bestehen in der Regel aus einem Turmschaft aus Stein, Stahl, Beton, Holz oder Kunststoff. Dieser Turmschaft ist meistens farbig gestaltet, damit er auch am Tag als Leuchtfeuer identifiziert werden kann. Außerdem lassen sich die verschiedenen Leuchttürme somit einfacher unterscheiden.

Der Turm trägt die optische Einrichtung und die Lichtquelle, die durch eine verglaste Laterne vor Wettereinflüssen geschützt werden.

Getragen wird die Laterne von der Galerie, diese besitzt ein Geländer und ist begehbar, um die Laterne auch von außen zu reinigen. Diese und viele weitere Aufgaben werden vom Leuchtturmwärter bewältigt. Er ist für den Leuchtturmbetrieb verantwortlich. Zu seinen Aufgaben zählt das Reinigen der Optik, Zünden und Löschen der Lichtquelle, das Hochkurbeln des Gewichts, sowie das Beobachten von Schiffen und Wettererscheinungen.

Jedoch sind diese Aufgaben heute nahezu vollständig von der Technik übernommen worden, sodass es zumindest in Deutschland keine Leuchtturmwärter mehr gibt.

Lediglich regelmäßige Kontrollwartungen werden von den zuständigen Wasser- und Schifffahrtsämtern noch durchgeführt.

 

 

2.2 Entwicklung des Seezeichenwesens

 

Welche große Bedeutung Leuchttürme schon in der Antike für die Seefahrt hatten, lässt sich allein schon daran erkennen, dass unter den „Sieben Weltwundern der Antike“ zwei Leuchttürme zu finden sind. Zum einen der Koloss von Rhodos, der breitbeinig über der Einfahrt zur Mittelmeerinsel Rhodos gestanden haben soll und der Pharos von Alexandria. Der Koloss von Rhodos hielt in einer Hand eine Fackel, die als Leuchtfeuer diente, seine Existenz ist bis heute nicht bewiesen und sehr umstritten.1 (sh. Abb. 1, re.)

Der Pharos von Alexandria soll tatsächlich existiert haben. (sh. Abb. 1, li) Er wurde 279 v. Chr. in der ägyptischen Hafenstadt Alexandria auf einer Insel namens Pharos errichtet, er war zwischen 110 und 130 Metern hoch und stürzte im 14. Jahrhundert nach einem Erdbeben ein.2 Als Ursprung für die Bezeichnung von Leuchttürmen in Spanien und Frankreich gilt noch heute der Begriff „Pharos“.

In der Antike war die Seefahrt sehr risikoreich, die zerbrechlichen Schiffe bewegten sich immer in Küstennähe, doch auch das war bei mangelnder Befeuerung gefahrvoll.

Die Römer bemühten sich deshalb ihre zahlreichen Häfen in Europa mit Leuchttürmen zu versehen.3

Im Mittelalter gingen die meisten Lichter jedoch wieder aus. Die Menschen hofften durch das Stranden von Schiffen Geld erwirtschaften zu können. Das angeschwemmte Strandgut von gestrandeten Schiffen konnte man auf dem Markt verkaufen oder selbst gebrauchen. Gelegentlich wurden auch absichtlich falsche Lichter aufgestellt, um die Seefahrer auf Sandbänke oder Klippen zu leiten. Bis ins 19. Jahrhundert gab es vereinzelt noch solche Strandräuber. Beim Bau des Leuchtturms auf der Nordseeinsel Amrum im Jahre 1874 sprach sich sogar die Inselbevölkerung dagegen aus, da durch einen Leuchtturm die Schiffsunglücke vor der Küste ausbleiben würden.4 Diese Umstände zwangen die Seefahrer dazu, möglichst nur am Tag die See zu befahren.

Im zwölften Jahrhundert waren es Mönche, die die Lichter wieder zündeten um den Seefahrern das Navigieren zu erleichtern. Zusätzlich orientierte man sich an Kirchen, Bergen oder anderen markanten Landmarken. Der Leuchtfeuerbau erfuhr eine immer größere Bedeutung, weil der Seehandel zunehmend intensiviert wurde.

Die wachsende Zahl der Leuchttürme führte im 16. Jahrhundert zur Gründung der ersten Leuchtturmverwaltung, der Trinity House in England. Diese Organisation ist seit 1566 dazu ermächtigt, Seezeichen zu errichten.5 Schon bald taten auch andere seefahrende Nationen diesen Schritt und gründeten Verwaltungsämter für Leuchtfeuer.

Seitdem entwickelten sich die Leuchtfeuer bis heute weiter. Während sich die Lichtquellen durch eine Vielzahl von Neuerungen bis heute entwickeln, wurden die optischen Einrichtungen von nur zwei großen Erfindungen beeinflusst. Fresnels Linsen lösten im 19. Jahrhundert den bis dahin verwendeten Hohlspiegel ab, solche Linsenapparate sind noch heute auf den meisten Leuchttürmen im Einsatz.

Um die Sicherheit auf See noch weiter zu steigern, setzte man ab 1732 Feuerschiffe ein. (sh. Abb. 2, li.) Dabei handelt es sich um Schiffe, die auf einer festen Position auf See liegen und vor einer für die Seefahrt gefährlichen Stelle warnen. Sie besitzen ein Leuchtfeuer das auf einem Mast angebracht ist. Bemannte Feuerschiffe wurden in Deutschland bis 1988 durch unbemannte ersetzt.6 (sh. Abb. 2, Mi.)

Die Telegraphie und die Funktechnik hielten im 19. Jahrhundert Einzug in das Seezeichenwesen. Ab 1958 begann man in Deutschland damit, ein Leitsystem aufzubauen, für welches das Radar (radio detecting and ranging) als Grundlage dient.7 Viele Leuchttürme wurden auf diese neue Technik umgerüstet und mit Drehantennen ausgestattet. Dieses Leitsystem gilt als Ergänzung zur optischen Navigation durch das Licht und sorgt für eine erhöhte Sicherheit auch bei nebligen Wetter. Hinzu kommt das satellitengestützte Globale Positions- System, kurz GPS, womit eine relativ genaue Positionsbestimmung möglich ist.

Bereits seit dem 15. Jahrhundert sind Tonnen in Gebrauch. Tonnen sind Seezeichen, die auf dem Grund fest verankert sind und gegebenenfalls auch ein Leuchtfeuer tragen. (sh. Abb. 2, re.) Sie können ein Fahrwasser begrenzen oder auf Untiefen hinweisen und sind mit unterschiedlichen Farben und Nummern versehen.

Alle genannten Seezeichen unterliegen in Deutschland der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes. Dazu zählen auch die verschiedenen Wasser- und Schifffahrtsdirektionen die für ihre geographisch aufgeteilten Gebiete zuständig sind. Hinzu kommen noch die Wasser- und Schifffahrtsämter.8 Von ihnen werden Wartungen und Kontrollfahrten zu den Leuchtfeuern ausgeführt, da sie für den fehlerfreien Betrieb verantwortlich sind. Leuchtturmwärter gibt es in Deutschland seit 1998 nämlich nicht mehr.

 


3. Lichtquellen im Laufe der Zeit

 

3.1 Holz- und Kohlefeuer

 

Als vor etwa 2000 Jahren die Befeuerung der Küsten einsetzte, standen den Menschen noch nicht die heute als selbstverständlich angesehenen Materialien und Gegebenheiten zur Verfügung. Das Wort Befeuerung kann hier als wortwörtlich angesehen werden, denn die ersten Lichter an Land waren nichts anderes als offene Feuer, auch Blüsen genannt.

Lange Zeit diente Holz als Brennmaterial, doch mit der Zeit wurde dieses durch einen anderen Brennstoff abgelöst.

Holz als Brennmaterial wurde zwar noch bis zum 18. Jahrhundert verwendet, doch schon seit dem 16. Jahrhundert verwendete man bereits Kohle. Dieser Brennstoff hatte gegenüber dem Holz einige Vorteile, Holz verbrannte relativ schnell und somit benötigte man große Mengen. Der fossile Brennstoff Kohle hingegen verbrennt langsamer als Holz und kann somit bei gleicher Menge länger genutzt werden. Außerdem ist die Flamme der brennenden Kohle wesentlich heller und langlebiger als die des Holzes.9

Jedoch steht Kohle nur begrenzt zur Verfügung und auch die Kohlevorkommen sind ungleichmäßig über den Planeten verteilt.

Holz hingegen steht an fast allen Stellen in großen Mengen zur Verfügung.

So ist es wohl auch zu erklären, dass sich Holz als Brennstoff noch lange nach der Entdeckung der Kohle als Material bewährt hat.

Zudem war Holz auch ein sehr beliebtes Baumaterial. So kam es nicht selten vor, dass das offene Feuer auf das Bauwerk überging und es komplett niederbrannte, dadurch war die Lebensdauer von solchen Leuchtfeuern auf nur wenige Jahre beschränkt. (sh. Abb. 3, Mi.)

Noch ein Problem haben Kohle und Holz gemein, das offene Feuer war sehr anfällig bei stürmischem Wind und vor allem bei Regen. Das Feuer musste häufig mehrmals in der Nacht erneut entfacht werden, da es nicht selten durch den Wettereinfluss erlosch.

So waren also diese Leuchtfeuer nicht sehr zuverlässig und der Blüsenmeister musste das Feuer von Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang im Auge behalten.

Dieses Problem wurde erst spät, nämlich im 18. Jahrhundert, durch die geschlossenen Laternen gelöst. (sh. Abb. 3, re.) Somit hatte das Wetter zwar keinen Einfluss mehr auf die Flamme, aber die Scheiben wurden vom Ruß verdunkelt und das Feuer somit verdeckt.10

Zuvor wurde die Kohle bzw. das Holz entweder in Körben oder auch in Pfannen auf einem steinernen Turm oder einem Gerüst aus Holz verbrannt. Besonders beliebt in Skandinavien waren die sogenannten Wippfeuer. An einem langen Holzpfahl befand sich ein mit Kohle gefüllter Korb der am Boden angezündet wurde und dann wie eine Wippe nach oben gehoben wurde.

Originale existieren heute nicht mehr aber im dänischen Skagen am Kattegatt kann man eine Nachbildung besichtigen. (sh. Abb. 3, li.) Allerdings ist diese natürlich nicht mehr in Betrieb, denn auch in Skagen steht schon seit mehr als einhundert Jahren ein großer Steinturm mit modernster Technik der diese Aufgabe übernommen hat.

 

 

3.2 Argand-Lampe und Petroleumbrenner

 

Neben den offenen Holz- und Kohlefeuern gab es auch noch andere Brennstoffe mit denen man die Leuchtfeuer auszurüsten versuchte. Kerzen waren ebenfalls sehr beliebt, doch man benötigte zunächst einmal eine große Menge um ein lichtstarkes und intensives Feuer zu erzielen. Hinzu kam, dass die Kerzen häufig keine einzige Nacht überstanden und ausgewechselt werden mussten. Auch hier spielte die Wetteranfälligkeit eine Rolle.

Erst als man den geschlossenen Laternen ein ausgeklügelten Lüftungs- und Abzugssystem hinzufügte war dieses Problem endgültig gelöst, denn nun setzte sich auch der Ruß nicht mehr so sehr an den Scheiben ab. Aber zu diesem Zeitpunkt war das Zeitalter der Holz- und Kohlefeuer schon fast beendet.

Schon einige Jahrhunderte zuvor experimentierte man mit Öllampen. Das Öl schwamm in einer Schüssel oder Schale, mehrere Dochte wurden in dieses Behältnis gelegt und angezündet.11 Zugegeben, diese Öllampen waren ziemlich primitiv und auch keine besondere Neuerung aber ihre Zeit sollte noch kommen.

Seit dem 18. Jahrhundert bemühte man sich die Öllampen zu verbessern. Bereits Leonardo da Vinci (1452-1519) hatte im 16. Jahrhundert versucht, mit einer Röhre Luft durch die Hitze anzusaugen und diese über die Flamme zu leiten. Dadurch wurde zwar eine höhere Leuchtkraft erzielt, aber das Problem des Rußen war immer noch nicht gelöst.12

Nahezu perfektioniert wurde die Öllampe durch den französischen Physiker Aimé Argand (1755-1803). Er fügte 1782 der Öllampe einen Glaszylinder hinzu, wodurch nochmals mehr Luft zur Verbrennung angesaugt wurde.13 Außerdem ersetzte Argand den bis dahin gebräuchlichen Flachdocht durch einen hohlen Runddocht. Die Flamme wurde nun von außen und innen mit Luft bestrichen.14 Sie war nun hell, gleichmäßig und vor allem rußfrei. Diese Argand-Lampe hatte eine Leuchtkraft von sieben Kerzen, was eine bedeutende Verbesserung zu bisherigen Lichtquellen darstellte.15 (sh. Abb. 4, re.)

Endlich hatte man eine zuverlässige, sichere und fortschrittliche Lichtquelle.

Ab 1800 setzte sich die Argand-Lampe dann auch auf Leuchttürmen durch. Zunächst verwendete man Rüböl das aus Raps gewonnen wurde und somit leicht und großflächig herzustellen war.

Mit der Entdeckung von Erdöl Mitte des 19. Jahrhunderts entstand ein alternativer Brennstoff, das preiswertere Petroleum verdrängte das Rüböl.16

Man entwickelte unterdessen Brenner mit bis zu sechs konzentrischen Dochten, wodurch die Leuchtkraft nochmals erhöht wurde. (sh. Abb. 4, li.)

Doch auch diese Argand-Lampe war nicht makellos. Der Verbrauch an Petroleum und Dochten war enorm und um eine konstante Flammenhöhe zu gewährleisten, mussten die Dochte ständig von Hand nachgestellt werden.

 

 

3.3 Gasglühlicht

 

Obwohl mit der Argand-Lampe nun eine relativ zuverlässige und gut verwendbare Lichtquelle vorhanden war, probierte man weiter noch bessere Techniken zu entwickeln, mit denen man eine noch höhere Lichtstärke erzielen wollte. Denn auch auf den Weltmeeren machten sich die technischen Entwicklungen langsam bemerkbar.

Die recht langsamen Segelschiffe wurden mit der Zeit durch schnellere Dampfschiffe ersetzt. Gleichzeitig stiegen damit auch die Anforderungen der Schifffahrt an die Leuchtfeuer.

Gas war bereits eine bekannte Lichtquelle, dessen Leuchtkraft sich erhöhte, wenn man einen festen Körper in einer Gasflamme verbrannte.17

Eine entscheidende Entdeckung in dieser Hinsicht gelang 1885 dem österreichischem Chemiker Carl Auer Freiherr von Welsbach (1858-1929).18 Er entwickelte den sogenannten Auer´schen Glühstrumpf, auch Auerlicht oder Gasglühlicht genannt.

Dieser bestand aus einem Metalloxid und wurde durch ein Gas-Luft Gemisch zum Leuchten gebracht.19 Ein solcher Glühstrumpf war zwischen 3-10 Zentimeter im Durchmesser dick und bis zu 20 Zentimeter hoch.

Diese Entwicklung gab ein stärkeres, helleres Licht als Dochtlampen und war weniger aufwendig zu betreiben.20 (sh. Abb. 5, li.) Musste man vorher noch die ganze Nacht regelmäßig den Docht nachstellen, so brauchte man jetzt nur noch den abgebrannten Glühstrumpf auswechseln. Diese Aufgabe, sowie das Öffnen bzw. Schließen des Gasventils konnte aber auch bereits von der Technik übernommen werden. Das hatten die Leuchtturmwärter dem Schweden Nils Gustaf Dalén (1869-1937) zu verdanken.

Er entwickelte einen automatischen Glühstrumpfwechsler (sh. Abb. 5, Mi.) und das Sonnenventil.21 Dieses besteht aus mehreren hellen Metallstäben und einen dunklen. Bei Sonneneinstrahlung dehnt sich der dunkle Stab stärker aus als die hellen. Diese Bewegung wird auf ein Ventil übertragen, welches sich somit schließt und die Gaszufuhr unterbricht.22 Bei Sonnenuntergang zieht sich der Stab wieder zusammen, das Ventil wird geöffnet und das Feuer wird entzündet. Somit konnte man erstmals das Licht automatisch entfachen bzw. löschen.

Sehr zuverlässig war diese Erfindung aber auch nicht, denn nicht immer ist die notwendige Sonneneinstrahlung vorhanden.

Trotzdem erleichterte sie in manchen Fällen die Arbeit der Leuchtturmwärter. Doch einige von ihnen wurden durch Daléns Entwicklungen auch überflüssig, denn nicht so wichtige Leuchtfeuer konnten jetzt auch ohne Leuchtturmwärter betrieben werden.

Einen weiteren Vorteil hatte das Sonnenventil für Leuchtfeuer die bisher ununterbrochen leuchteten. Die Kosten sanken erheblich, da der Gasverbrauch jetzt geregelt ablief und das Feuer nicht mehr unnötig auch am helllichten Tage brennen musste.

Das am häufigsten verwendete Gas war Petroleum, da es relativ preiswert war. Aber auch andere Gase wie Spiritus, Karbid, Benzol oder auch Acetylen wurden auf den Leuchttürmen dieser Welt eingesetzt.23

Gasglühlicht wurde noch lange nach der Erfindung von elektrischen Glühlampen verwendet, besonders auf Leuchtfeuern, bei denen eine Stromversorgung problematisch war. Heutzutage gibt es allerdings keine wichtigen Leuchttürme mehr die mit Gas betrieben werden.

 

 

3.4 Elektrisches Licht

 

Im Jahre 1879 erfanden der Amerikaner Thomas Alva Edison (1847-1931) und der Engländer Sir Joseph Wilson Swan (1828-1914) unabhängig voneinander die Glühlampe.24

Diese Entwicklung brachte aber nicht sofort die vielleicht zu erwartende Revolution des Leuchtturmwesens mit sich. Es sollte noch etwa vierzig Jahre dauern bis Glühlampen sich auch auf Leuchttürmen durchsetzten.

Die ersten Modelle von Edison und Swan mit Kohleglühfäden waren noch sehr unzuverlässig.

Die Glühfäden verbrannten schnell, weil das Vakuum in der Lampe undicht wurde und das Licht erlosch.25 Die Lebensdauer einer der ersten Glühlampen betrug gerade einmal 40 Stunden, die Materialkosten wären somit immens hoch gewesen. Wieso hätte man also von den Gasglühlichtern ablassen sollen?

Vor den elektrischen Glühlampen gab es aber schon eine elektrische Lichtquelle, welche sogar auf Leuchttürmen Verwendung fand.

Die Bogenlampe, auch Kohlenbogenlampe genannt, wurde erstmals im Jahre 1858 in England erprobt und seitdem weiterentwickelt und verbessert. (sh. Abb. 6, li.) Bei dieser Kohlenbogenlampe wird zwischen zwei Kohlestäben ein Lichtbogen durch Anlegen von elektrischer Spannung erzeugt. Dieser Lichtbogen entsteht wenn sich die beiden Kohlestäbe an der Spitze berühren, entfernt man sie nun etwas voneinander so wird dieser Lichtbogen stärker.26

Solche Kohlenbogenlampen hatten mehrere Nachteile, zunächst musste man die Kohlestäbe noch von hand nachstellen um einen konstanten Lichtbogen zu erhalten. Später entwickelte man aber einen Mechanismus der diese lästige und zeitraubende Aufgabe übernahm. Betrieben wurden die Kohlenbogenlampen anfangs mit Wechselstrom der durch Dampfmaschinen erzeugt wurde, diese mussten allerdings auch in der Nacht arbeiten, weil Wechselstrom nicht speicherbar ist. Als man dann auf Gleichstrombetrieb umstellte, konnte man den Strom am Tage herstellen und in Akkumulatoren speichern.27

Ein anderes Problem war, dass die Kohlestäbe Asche abwarfen und diese den reibungslosen Betrieb störte. So war es auch kaum verwunderlich, dass die meisten Kohlenbogenlampen mit der Verbesserung der Glühlampen aussortiert wurden. Umso erstaunlicher ist es, dass im Leuchtturm Westerheversand an der Deutschen Nordseeküste bis 1978 eine Kohlenbogenlampe als Lichtquelle verwendet wurde.28

Die Erfindung des Wolfram-Glühfadens und bessere Herstellungsmethoden ebneten dann Anfang der Zwanziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts den Siegeszug der Glühlampen im Leuchtfeuerwesen. Diese wurden somit endlich zuverlässiger und auch die Stromversorgung wurde zunehmend flächendeckender. Das bedeutete den Beginn der Elektrifizierung.

Die ersten Glühlampen die auf Leuchttürmen zum Einsatz kamen waren oft noch fußballgroß um den Berechnungen der alten Optiken zu entsprechen. (sh. Abb. 6, Mi.)

Heutzutage werden fast alle Leuchttürme mit der Zeit auf kleine Metalldampf-Halogenlampen umgerüstet, die eine Lebensdauer von bis zu 6000 Stunden besitzen. (sh. Abb. 6, re.)

Leuchttürme beziehen heute ihren Strom normalerweise aus dem öffentlichen Stromnetz und besitzen in einigen Fällen sogar noch eine eigene Notversorgung, bestehend aus dieselgetriebenen Generatoren, wie der Leuchtturm Campen im Emsland.29

Auch Sonnenenergie und Windkraft finden Verwendung und in seltenen Fällen gab es sogar Türme die mit Atomenergie betrieben wurden.30

Leuchtturmwärter, sofern es sie noch gibt, müssen sich heute nicht mit so hohem Aufwand um ihre Lichtquellen kümmern wie noch vor hundert Jahren, fällt eine Glühlampe aus so wird sie sofort automatisch durch einen Lampenwechsler ersetzt.

Der Weg von den offenen Feuern zur modernen elektrischen Lichtquelle war lang und mit jeder neuen Entwicklung wurden die Lichtquellen zuverlässiger, langlebiger, einfacher zu handhaben und gaben ein immer besseres und stärkeres Licht.


4. Lichtreflexion und Lichtbrechung

 

4.1 Hohlspiegel

 

Eine Lichtquelle strahlt Licht nach allen Seiten aus. Leuchtfeuer benötigen Licht aber nur in der horizontalen Ebene und manchmal sogar nur in einem kleinen Sektor, das meiste Licht bleibt also ungenutzt.

Schon früh machte man sich Gedanken wie man dieses ungenutzte Licht so ablenken oder bündeln könnte, dass es sich auf eine horizontale Ebene konzentriert.

Um 1700 führte man erstmals Experimente mit Hohlspiegeln durch. Da man aber noch keine gekrümmten Spiegel herstellen konnte, verwendete man eine einfache Gipsschale in die kleine einzelne ebene Spiegel eingesetzt wurden.31 (sh. Abb. 7, li.)

Im Brennpunkt brannte eine ölgespeiste Flamme. Die Lichtstrahlen, die in den Spiegel fielen wurden durch  ihn reflektiert und parallel in eine Richtung geworfen. (sh. Abb. 7, re.)

Die Lichtstärke wurde somit zwar erhöht, aber durch die rußende Flamme wurde der Hohlspiegel verdunkelt und verlor seine Funktion, zudem gab eine offene Flamme kein gleichmäßiges Licht ab.

Mit dieser Form des Hohlspiegels war aber noch nicht das Bestmögliche erreicht.

Perfektioniert wurde das Reflexionsverfahren, auch katoptrisches System genannt, durch die Idee des Franzosen Lavoisier. Er entdeckte 1765 den Parabolspiegel.32

Durch diesen Hohlspiegel in Parabelform wurde die Lichtausbeute nochmals verbessert.

Zusammen mit einer Argand-Lampe im Brennpunkt bildete der Parabolspiegel über Jahrzehnte die beste Einrichtung für Leuchttürme. Diese Kombination von Argand-Lampe und Parabolspiegel nannte man Reverbere.33 (sh. Abb. 7, re.)

Man musste in den Parabolspiegeln lediglich eine Öffnung für den Glaszylinder der Argand-Lampe einfügen.

In zahlreichen Fällen wurden die Spiegel noch versilbert oder sogar vergoldet um die Reflexion zu erhöhen.

Mit Beginn des 19. Jahrhunderts setzte man den Parabolspiegel auf Leuchttürmen ein. Das gleiche Prinzip findet man auch noch heute beim Fahrradscheinwerfer.

Ein einziger Parabolspiegel reichte in den meisten Fällen nicht aus um den erforderlichen Sektor zu erhellen. Deshalb ordnete man die benötigte Anzahl kreisförmig um eine senkrechte Achse nebeneinander an. Ein Problem hierbei war, dass zwischen den einzelnen Spiegeln Dunkelräume entstanden, die mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle größer wurden. Um diesen Fall zu vermeiden ordnete man eine zweite Reihe Hohlspiegel etwas versetzt über der Ersten an.34

Diese Anlagen benötigten allerdings viel Pflege und eine sorgfältige Reinigung, außerdem war dieses Hohlspiegelsystem sehr kostenintensiv. (sh. Abb. 7, Mi.)

Ein anderes Problem war die Lichtausbeute. Die Spiegel steigerten zwar die Lichtstärke um das 400-fache, gleichzeitig absorbierten sie aber auch einen großen Teil des Lichtes.35

Die Lichtausbeute betrug dadurch nur 20 Prozent.36

Dieser Grund war wohl ausschlaggebend dafür, dass man nach einer effektiveren und günstigeren Methode suchte, um die Lichtausbeute möglichst auf ein Maximum zu steigern.

 

 

4.2 Fresnel-Linse

 

Bei den Versuchen die Lichtausbeute zu steigern kam man zu dem Entschluss, das Licht durch Glaslinsen in die Horizontale zu brechen. Dioptrische, also lichtbrechende Systeme waren zwar schon bekannt aber noch sehr unausgereift, weil die optische Wissenschaft ebenfalls nur wenig entwickelt war.37

Der französische Physiker Jean Augustin Fresnel (1788 – 1827), seit 1813 bei der französischen Leuchtturmbehörde angestellt, beschäftigte sich mit den Nachteilen der Reflexionssysteme und kam zu dem Entschluss, dass man die schweren Reflektoren durch leichtere Linsen ersetzen sollte.38 Fresnel war nicht der Erste, der auf diese Idee kam. Vor ihm beschäftigten sich bereits Georges-Louis Leclerc de Buffon (1707-1788) und Antoine de Condorcet (1743-1794) mit der früheren Linsentechnik.39

Ein entscheidendes Problem bei der Verwendung von Linsen war, dass diese eine enorme Größe haben mussten um den Großteil des Lichtes zu brechen, solche Linsen hatten auch eine entsprechende Dicke und ein beachtliches Gewicht. Fresnel versuchte also die Masse der Linse zu verringern ohne, dass diese ihre Wirkung verlor.

Fresnel kam auf die Idee, konzentrische Linsenringe um eine kleine Linse anzuordnen. Im Linsenprofil geben die Linsenringe ein stufenähnliches Bild ab. Die gerade Seite der Linsen ist der Lichtquelle zugewandt. Somit verringerte Fresnel die Glasmasse und das Gewicht erheblich, während die Lichtbrechung unverändert blieb. (sh. Abb. 8, li.) Zusammengehalten wurde die Vielzahl von Linsen durch Messingeinfassungen. Dieser Teil einer Optik wird Diopter genannt. Das oberhalb und unterhalb am Diopter vorbeistrahlende Licht wurde zunächst durch Spiegel in die horizontale Ebene abgelenkt. Später setzte man an die Stelle der Spiegel dreieckige spiegelnde Prismen, diese besitzen die katoptrische (spiegelnde) und die dioptrische (brechende) Wirkung, weshalb sie auch als katadioptrische Prismen bezeichnet werden.40 (sh. Abb. 8, Mi.)

Dieses Linsensystem ordnete man ringförmig um eine einzige lichtstarke Lichtquelle an und erreichte damit eine Lichtausbeute von 80 Prozent.41 Der erste Leuchtturm auf dem Fresnels Linsen verwendet wurden, war 1823 der französische Leuchtturm Cordouan. Der dort zum Einsatz gekommene Linsenapparat bestand noch aus geraden Linsen, weil zur damaligen Zeit die Herstellung von ringförmigen oder gekrümmten Linsen noch nicht möglich war. Französische Hersteller spezialisierten sich aber bald auf die Herstellung solcher Linsen, sodass ab 1830 nahezu jeder Turm mit dieser Technik ausgerüstet werden konnte.42

Es entstanden Optiken in unterschiedlichen Größen, die sich in verschiede Ordnungen einteilen lassen. Die Einteilung erfolgt über die Brennweite der Optiken. Die Brennweite ist der Abstand von der Lichtquelle bis zur Oberfläche der Linse, je größer die Brennweite, desto größer ist auch die Tragweite.43 Es gibt sieben verschiedene Ordnungen, von der 1. Ordnung mit 920 mm Brennweite, bis hin zur 6. Ordnung mit 150 mm Brennweite. Außerdem gibt es noch die mesoradialen Optiken mit 1.120 mm und die hyperradialen Optiken mit 1.330 mm Brennweite. Solche gigantische Optiken mit über zwei Metern Durchmesser wurden jedoch nur sehr selten gebaut.44

Optiken großer Ordnungen werden bei wichtigen Leuchtfeuern verwendet, während bei weniger anspruchsvollen Leuchtfeuern auch kleinere Ordnungen ausreichen.

Einige der alten Fresnel-Linsen sind noch heute in Betrieb, wenn auch schon teilweise beschädigt oder erneuert. In vielen Fällen, besonders bei den neueren Leuchttürmen verwendet man Kunststofflinsen, weil sie leichter und preiswerter sind als die Glaslinsen. Doch alle funktionieren noch immer nach dem von Jean Augustin Fresnel entwickelten Prinzip. Seine Erfindung wird auch als die wichtigste für das Leuchtturmwesen angesehen.


5. Kennungsgebung

 

5.1 Drehfeuer und ihr Antrieb

 

Zu Beginn der Befeuerung der Küsten zeigten alle Leuchtfeuer noch ein Festfeuer, also ein kontinuierliches, ununterbrochenes Licht. Die Gefahr einer Verwechslung war nicht gegeben, weil die meisten Feuer weit auseinander standen. Doch um die Sicherheit zu erhöhen, musste man eine lückenlose Befeuerung realisieren. Somit stieg aber auch die Gefahr einer Verwechslung, denn nachts waren alle Feuer gleich. Man musste also jedem Feuer eine eigene Kennung geben, die es von den anderen in seiner Umgebung unterscheiden sollte.

Eine ölgespeiste Flamme konnte man aber nicht löschen, um sie kurz danach wieder zu entfachen.

Eine erste Möglichkeit jedem Feuer eine charakteristische Kennung zu geben, entstand durch die Entdeckung des Hohlspiegels. Lässt man ein Hohlspiegelsystem, bestehend aus mehreren Hohlspiegeln, um eine senkrecht Achse rotieren, so erhält man ein Drehfeuer mit Kennung. Es wechseln sich eine dunkle und eine helle Phase im gleichbleibenden Rhythmus ab.

Die dunkle Phase entsteht, wenn man zwischen den Hohlspiegeln Dunkelräume lässt.

Auch mit einer Fresnel-Optik kann man dem Leuchtfeuer eine Kennung geben. Dazu muss die Optik aus mehreren Linsenfeldern in Form einer Scheinwerferlinse, auch Bullaugenlinse genannt, bestehen.45 (sh. Abb. 9, re.) Setzt man den Linsenapparat in Bewegung, erhält man ein gleichmäßiges Licht mit wiederkehrenden Lichtblitzen. So konnte man jedem Leuchtfeuer eine eigene Kennung geben und Verwechslungen konnten ausgeschlossen werden.

Die Glasapparate sind häufig bis zu vier Metern hoch und fünf Tonnen schwer. Um die Rotation möglich reibungsarm ausführen zu können, verwendete man entweder Kugellager oder ein Quecksilberschwimmer.46 Dabei wird die Optik auf einem mit Quecksilber gefüllten Gefäß gelagert. Es handelt sich dabei um ein geschlossenes System, da Quecksilber giftig ist.

Drehfeuer wurden nur auf Leuchttürmen eingesetzt, bei denen ein großer Horizont erhellt werden muss.

Angetrieben wurden die Optiken durch ein Gewicht, welches sich im Leuchtturmschacht hinab bewegte. Durch ein Uhrwerk wurde die Bewegung des Gewichts auf die Optik übertragen. (sh. Abb. 9, li.) Wichtig war dabei die Umlaufzeit der Optik, manche Optiken benötigten für eine volle Umdrehung mehrere Minuten, während andere nur 20 Sekunden benötigten. Entscheidend ist dabei die Anzahl der Linsenfelder. Eine Optik mit bloß drei Feldern muss schneller bewegt werden, als eine mit zehn Feldern.47

Das Gewicht wurde am Tag durch eine Kurbel vom Leuchtturmwärter aufgezogen und im ruhenden Zustand am Tag aufgefangen um das Getriebe zu entlasten.48 (sh. Abb. 9, Mi.)

Nicht selten musste der Leuchtturmwärter das Gewicht während der Nacht erneut hochkurbeln, weil es am Turmfuß angekommen war. Die Zeit für einen Durchlauf hing von der Höhe des Turmes und der Art der Übersetzung ab.

Unten im Turm findet man häufig eine Vertiefung die mit Sand gefüllt ist, um den Schaden eines herabfallenden Gewichtes möglichst gering zu halten.

In vielen Leuchttürmen ist das alte Uhrwerk samt Gewichtsschacht noch vorhanden, wenn auch nur noch mit musealem Wert, denn in Betrieb sind sie schon lange nicht mehr.

Die großen Linsenapparate werden heute durch Elektromotoren angetrieben.

 

 

5.2 Kennungen durch Blenden

 

Nicht immer ist es vonnöten einen Linsenapparat in Rotation zu versetzen um dem Leuchtfeuer eine Kennung zu geben. Muss zum Beispiel nur ein kleiner Sektor beleuchtet werden, so wird normalerweise auch die Optik nur für diesen Sektor konstruiert. Diese Apparate bestehen dann häufig aus Linsenringen und nicht aus Linsenfeldern, wie bei rotierenden Optiken üblich. Eine solche Gürtellinse erzeugt also keine Lichtstrahlen, sondern erhellt den ganzen Sektor gleichmäßig ohne Blitze oder Blinke.49 (sh. Abb. 8, re.)

Eine Gürtellinse allein erzeugt aber noch keine Kennung. Durch Blenden verschiedenster Art kann man aber jedem Turm eine charakteristische Lichterscheinung geben.

Ab 1830 wurden die ersten Blenden auf Türmen eingesetzt. Dabei handelte es sich um Dreh- oder Umlaufblenden. (sh. Abb. 10, li.) Diese bewegen sich im gleichmäßigen Rhythmus um die Optik und erzeugen so die Kennung, indem sie das Licht für kurze Zeit verdunkeln und dann wieder freigeben. In der Regel sind es mehrere Blenden die um ein gleichbleibendes Licht laufen.50 Eine andere Methode zur Kennungsgebung bei Gürtellinsen sind Überstülpzylinder, sie kamen ab 1890 bei kleineren Feuern zum Einsatz. Dabei wird über die Lichtquelle in gewünschter Regelmäßigkeit ein Zylinder gestülpt, der das Licht für kurze Zeit verdeckt. Die Blenden werden auf dieselbe Art und Weise angetrieben wie die Drehfeuer, durch Gewichte im Turmschacht.

Eine weitere Art der Kennungsgebung durch Blenden erfand 1876 der Schwede Carl Gustaf Freiherr von Otter (1827-1900). Die nach im benannten Otterblenden waren die wohl am häufigsten verwendeten Blenden. Solche Otterblenden bestehen aus senkrecht stehenden schmalen Blechen, ähnlich einer Jalousie, die vor der Lichtquelle und den Linsen angeordnet werden. Sind sie geschlossen, so überlappen sie sich und verdecken die Lichtquelle, sind sie geöffnet, lassen sie das Licht nahezu ungehindert durch.51 (sh. Abb. 10, re.) Sie haben den Vorteil, dass man mit ihnen verschiedenen Sektoren unterschiedliche Kennungen geben kann. So kann man für einen bestimmten Sektor auch ein Festfeuer einrichten.

Auch diese Otterblenden wurden durch ein Gewichtsuhrwerk oder aber durch Elektromagnete angetrieben. Es gab auch noch eine weitere Möglichkeit Blenden jeglicher Art anzutreiben. Auf Leuchtfeuern bei denen ein Gewichtsantrieb aufgrund mangelnder Höhe nicht möglich war, verwendete man einen Quecksilbermotor. In einem Gehäuse, welches mit Quecksilber gefüllt ist befindet sich ein Schaufelrad auf einer waagerechten Welle. Leitet man Luft in dieses Gehäuse so treibt die das Schaufelrad an, diese Drehbewegung wird dann auf die Blenden übertragen. Die Druckluft wird vom Leuchtturmwärter am Tage über ein Schwungrad erzeugt und in einem Kessel gespeichert.52 Durch diesen Motor konnten auch kleine Optiken in Rotation versetzt werden.

Mit der Elektrifizierung wurden solche Quecksilbermotoren und die Gewichtsantriebe durch Elektromotoren ersetzt.

Blenden haben gegenüber Drehfeuern den Vorteil, dass die Linsenapparate in Ruhe bleiben und die Reibung nicht so ein großes Problem darstellt.

Man kann aber auch Drehfeuer und Blenden kombinieren, indem man bei einem Drehfeuer manche Linsenfelder durch Blenden ersetzt. Somit wechseln sich Blitz und Dunkelphase ab.

In Zeiten der Elektrizität lassen sich aber auch elektrische Lichtquellen im Takt Ein- und Ausschalten, dennoch findet man noch heute sehr häufig Leuchtfeuer mit Blenden aller Art.


6. Trag- und Sichtweite

 

Leuchttürme sind oft eine imposante Erscheinung, vor allem wenn sie besonders hoch sind. Viel wichtiger als die Höhe eines Turmes ist allerdings seine Feuerhöhe, sie ergibt sich aus der Höhe des Turmes und der Höhe seines Standorts auf dem er errichtet ist. Die Feuerhöhe eines Turmes beschreibt also die Höhe der Lichtquelle über dem Meeresspiegel.

Deutschlands Leuchtturm mit der größten Feuerhöhe steht dort wo man am wenigsten einen Leuchtturm vermuten würde und zwar nahe der Grenze zu Österreich. Genauer gesagt in Lindau am Bodensee.

Der 33 Meter hohe Turm besitzt eine Feuerhöhe von 430 Metern über dem Meeresspiegel.53 Allerdings ist bei diesem Leuchtturm vielmehr die Feuerhöhe über dem Wasserspiegel des Bodensees von Bedeutung.

Die größte Feuerhöhe eines deutschen Leuchtturmes mit Sichtkontakt zum Meer besitzt der Leuchtturm Buk bei Kühlungsborn. Er misst zwar nur 21 Meter, doch zusammen mit dem Bastorfer Berg auf dem er steht ergibt sich eine Feuerhöhe von 95 Metern.54

Der höchste Leuchtfeuerträger Deutschlands verdient die Bezeichnung Leuchtturm eigentlich gar nicht. Denn es handelt sich dabei um das Maritim-Hotel in Travemünde. Es verdeckte den 450 Jahre alten Leuchtturm und musste dessen Aufgabe übernehmen. Ein kleiner Laternenraum auf dem Dach des Hotels in 115 Metern Höhe macht es nun zum höchsten „Leuchtturm“ Deutschlands.55

Diesen Titel spricht man dann aber doch lieber dem Gitterturm von Campen bei Emden im Emsland zu (sh. Abb. 11, re.), der bei 65,3 Metern Höhe auch wirklich noch nach einem Leuchtturm aussieht.56

An diesen Beispielen kann man erkennen, wonach sich die Höhe eines Leuchtturmes richtet. Der Standort ist entscheidend, soll der Turm auf einer hohen Klippe oder einem Berg errichtet werden so reicht ein kleiner Leuchtturmbau aus, wie beim Leuchtturm Buk. Soll er aber auf flachen, niedrigen Land gebaut werden, so ist es sinnvoll den Turm relativ hoch zu konstruieren, wie der Leuchtturm Campen zeigt.

Je höher ein Leuchtturm ist, desto größer ist auch seine Sichtweite. Für die Sichtweite ist auch noch die Augenhöhe des Betrachters von Bedeutung, denn auch die Erdkrümmung spielt hierbei eine Rolle.

Die Tragweite hingegen beschreibt die Entfernung, aus der man das Feuer noch ausmachen kann. Die Lichtstärke und die Sichtigkeit der Luft bestimmen die Tragweite, das hat zur Folge, dass die Sichtweite im besten Falle denselben Wert haben kann wie die Tragweite.57

Die Tragweite gibt also die theoretische Reichweite an, während die Sichtweite die praktische Reichweite ausdrückt. (sh. Abb. 11, li.)

Häufig mussten Leuchttürme nachträglich erhöht werden, da ihre Reichweite zu gering war. In Deutschland wurden unter anderem die Leuchttürme Timmendorf von der Ostseeinsel Poel und Pelzerhaken erhöht.58 Ein besonderes Schicksal wiederfuhr dem polnischen Leuchtturm Rozewie, der sogar zweimal erhöht wurde. Hierbei war allerdings nicht die zu geringe Reichweite ausschlaggebend. Der Leuchtturm wurde von Bäumen verdeckt.59

Ebenfalls außergewöhnlich ist das Beispiel des dänischen Turmes Takensand auf der Insel Als. Sein Feuer war zu weit sichtbar und sorgte somit für Verwechslungen, darum entschied man sich den ursprünglich 32 Meter hohen Turm auf 19 Meter abzutragen.60


7. Funktionen von Leuchtfeuern

 

Leuchtfeuer lassen sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Aufgaben und Funktionen in verschiedene Gruppen aufteilen. Die Gebiete in denen Leuchttürme stehen stellen unterschiedliche Anforderungen an sie, diese Anforderungen bestimmen die Funktion und den Typ des Leuchtturmes. Im folgenden werden die vier wichtigsten Funktionen von Leuchtfeuern beschrieben.

 

 

7.1 Seefeuer

 

Die Seefeuer zählen zu den imposantesten Bauten im Leuchtturmwesen. Ihre Aufgabe besteht darin, den Schiffen schon vom Weiten eine genaue Positionsbestimmung zu ermöglichen. Sie stellen einen Hauptorientierungspunkt dar, der weit sichtbar sein muss.61

Seefeuer stehen meist auf erhöhten Standorten und besitzen eine rundum verglaste Laterne, da sie mit ihrem Licht den gesamten Horizont beleuchten. Seefeuer sind oft massive Turmbauten mit bis zu 60 Metern Höhe, da sie eine hohe Sichtweite besitzen müssen und auch am Tag eine markante Landmarke darstellen sollten. (sh. Abb. 12, li.)

Bei einfach zu befahrenden Seegebieten, wie der Ostsee, reichen Seefeuer zur Navigation aus, bei anderen Gebieten mit zahlreichen Untiefen und Sandbänken, wie der Nordsee, findet man jedoch kaum Seefeuer, weil hierbei eine wesentlich genauere Navigation notwendig ist.62 Dennoch sind Seefeuer, wegen ihrer Gestalt, die typischsten und bekanntesten Leuchttürme.

 

 

7.2 Leitfeuer

 

Leitfeuer markieren ein Fahrwasser oder eine Fahrrinne mittels verschiedenen Sektoren.

Eine Fahrrinne ist eine feste Wasserstraße mit ausreichender Tiefe für einen sicheren Schiffsverkehr. In der Regel sendet ein Leuchtfeuer drei verschiedene Leitstrahlen aus. Der mittlere ist der eigentliche Leitsektor, der die sichere Fahrrinne markiert, er ist im Normalfall weiß. Die beiden anderen Strahlen sind Warnsektoren, sie geben an, wenn ein Schiff die Fahrrinne verlassen hat. Der Warnsektor auf der Backbordseite (links) zeigt ein rotes Licht, auf der Steuerbordseite (rechts) wird eines grünes Licht angezeigt.63 (sh. Abb. 12, re.) Diese unterschiedlichen Farben werden durch farbige Plexiglasscheiben erzeugt, die an der Innenseite der Laterne angebracht sind. (sh. Abb. 13, li.) Da das farbige Glas einen Teil des Lichtes verschluckt, ist die Tragweite in den farbigen Sektoren geringer als im weißen Sektor. In manchen Fällen zeigt ein Leitfeuer in den Warnsektoren anstelle des farbigen Lichts auch Blitze. Der weiße Leitsektor zeigt aber immer ein Festfeuer.64

Das Schiff fährt also im Leitsektor auf das Leitfeuer zu, bis von einem anderen Leuchtfeuer ein Kurswechsel angezeigt wird. Da solche Leitfeuer oft nur einen kleinen Sektor beleuchten müssen, ist auch die Laterne nur in diesem verglast. (sh. Abb. 12, Mi.)

Da sich die Fahrwasser im Laufe der Zeit oft durch Sandwanderung verschieben, werden Leitfeuer häufig transportabel gebaut, damit sie der veränderten Fahrrinne angepasst werden können.65

 

 

7.3 Richtfeuer

 

Richtfeueranlagen haben eine ähnliche Aufgabe wie die Leitfeuer, auch sie markieren Fahrrinnen und Fahrwasser. Nur bestehen sie aus zwei Türmen unterschiedlicher Höhe, die etwas entfernt hintereinander stehen. (sh. Abb. 13, Mi.) Sie bilden eine Gerade mit der Fahrrinne.66 Richtfeueranlagen bestehen entweder aus Türmen oder Gittermasten mit einer einfachen Laterne. Der vordere Turm, genannt Unterfeuer, ist etwas kleiner als das hintere Oberfeuer.  Bringt man beide in Deckpeilung, das heißt beide müssen eine senkrechte Achse bilden, so befindet man sich auf der Fahrrinne. Wie schon beim Leitfeuer, fährt das Schiff auf die Richtfeuer zu bis eine andere Richtfeueranlage den neuen Kurs beschreibt.

Ober- und Unterfeuer zeigen eine gleiche Kennung und sind häufig auch gleich gestaltet um Verwechslungen mit anderen Richtfeuern auszuschließen, das Licht wird von ihnen nur in einer Richtung gezeigt.

Richtfeuer finden bei engen Fahrwassern Verwendung, bei denen nur eine kleine Fahrrinne zur Verfügung steht. So zum Beispiel bei Flüssen wie der Elbe und der Weser.67

Oft gehören Ober- und Unterfeuer zu zwei verschieden Richtfeueranlagen. In manchen Fällen kann auch ein See- oder Leitfeuer gleichzeitig ein Oberfeuer besitzen.

Auch Richtfeuer können transportabel konstruiert sein, um bei Fahrwasserveränderungen versetzt zu werden.

 

 

7.4 Molenfeuer

 

Molenfeuer markieren eine Hafeneinfahrt und stehen meistens auf dem Ende einer Hafenmole. Meistens gibt es zwei Molenfeuer, zwischen denen sich das Schiff halten muss. Für einlaufende Schiffe zeigt die Steuerbordmole ein grünes Licht und die Backbordmole ein rotes. Für auslaufende Schiffe sind die Farben seitenverkehrt.


Die meisten Molen sind zudem in den entsprechenden Farben gestrichen und werden mit einsetzender Dunkelheit zusätzlich von außen beleuchtet. (sh. Abb. 13, re.)

Molenfeuer gibt es auch bei Häfen an Binnengewässern, jedoch bestehen diese, wie bei kleinen Häfen üblich, nur aus einfachen Masten. Bei größeren Häfen findet man hingegen größere Turmbauten.68


8. Schlusswort: Wie stehen die Überlebenschancen von Leuchttürmen im

                           digitalen Zeitalter?

 

Im Jahre 1909 stellte der amerikanische Ingenieur Leon Dion eine bahnbrechende Idee vor, mit der fortan jeder Leuchtturm der Welt als überflüssig gelten sollte. Seine Vision sah vor, dass elektrische Unterwasserlampen, bestehend aus einer Glühlampe und einer Scheinwerferlinse an einem Stromkabel auf dem Meeresboden, ähnlich wie bei der Straßenbeleuchtung die Fahrrinne begrenzen.69

Vorteilhaft wäre hierbei die leichte Verlegung und die Unabhängigkeit von Witterungen gewesen, aber die Sauberkeit des Wassers hätte allzu leicht das Licht beeinflusst, auch eine Beschädigung durch Anker wäre möglich gewesen. So fand diese Erfindung in der Praxis keine Verwendung und auch das beschworene Ende des Leuchtturmzeitalters trat nicht ein.

Noch heute sind nahezu alle Küsten der Welt befeuert, doch die Frage nach der Notwendigkeit der Leuchttürme stellt sich heute mehr denn je.

Im Zeitalter von modernen satellitengestützten Navigationstechniken scheinen die meisten Leuchttürme überflüssig und nur noch aus Tradition, als aus Notwendigkeit zu leuchten. Zumindest die Leuchtturmwärter sind in Deutschland alle schon verschwunden.

Die ab den 1960ern einsetzende Automatisierung machte sie mit der Zeit überflüssig.

Alle Leuchttürme werden von einer Revierzentrale fernüberwacht, bei der auch eventuelle Fehlermeldungen eingehen. Regelmäßige Wartungen ersetzen den 24-Stunden Dienst der Leuchtturmwärter von früher. So kam es, dass 1998 mit dem Leuchtturmwärter von Dornbusch auf Hiddensee der letzte Wärter Deutschlands abtrat.

Auch die Anzahl der in Betrieb befindlichen Leuchttürme ging in den letzten Jahren zurück. So wurden unter anderem die Leuchttürme Cuxhaven, Falshöft, Neuland, Ranzow und der erst 1974 erbaute Große Vogelsand in der Außenelbe stillgelegt. Dadurch geht immer wieder ein Stück deutscher Seefahrtsgeschichte verloren.

Folgendes Zitat von Christian Forst, Dezernatsleiter für Verkehrstechnik bei der WSD Nord in Kiel, zeigt die Vorgehensweise der verantwortlichen Behörden: „Wir überprüfen verstärkt die Notwendigkeit von Leuchttürmen. Die moderne Bordelektronik versorgt die Schifffahrt mit so präzisen Informationen, dass der Kostenaufwand für die Leuchttürme dagegen abgewogen werden müsse.“ 70

Die Betriebs- und Erhaltungskosten der Leuchttürme sind also das Problem. So werden wohl auch in naher Zukunft einige Leuchttürme mit der Stilllegung rechnen müssen, wenigstens gelten die meisten Bauwerke als Denkmal, sodass ein Abriss bei ihnen nicht zu befürchten ist.

GPS, Loran u.a. moderne Navigationstechniken können zwar auch keine hundertprozentige Sicherheit gewährleisten, doch scheinen sie aber wesentlich zuverlässiger als bloße Lichter am Horizont.

Dennoch ist das Misstrauen gegenüber der Elektronik bei manchen noch relativ groß, sodass sie sich lieber auf die noch vorhandenen Leuchtfeuer verlassen. Aber der Großteil der Seefahrer hat sein Schiff oder Boot bereits mit elektronischer Navigationstechnik ausgerüstet und richtet sich im Falle eines Ausfalls eben nach den Leuchtfeuern.

Zum Glück haben sich in den letzten Jahren viele Privatpersonen zusammengeschlossen, mit dem Ziel, die einzigartigen Zeugen der Seefahrtsgeschichte zu erhalten.

Das einzige wahre Problem, das es dabei zu bewältigen gilt ist das angesprochene Geld.

Doch das muss nicht wirklich problematisch sein. Leuchttürme besitzen einen hohen musealen Wert und sind der Inbegriff für maritime Baukunst, somit üben die meisten Leuchttürme eine hohe Anziehungskraft auf Touristen aus. Die touristische Nutzung kann also als sinnvolle Einnahmequelle dienen, da man so auch ganz einfach Seefahrtsgeschichte an Interessierte anschaulich vermitteln kann. Die touristische Nutzung kann viele Formen annehmen. Schon seit mehreren Jahren sind etliche Leuchttürme zur Besichtigung freigegeben und manche von ihnen besitzen sogar ein eigenes Museum das über  verschiedenste Themen informiert.

Auch Übernachtungen oder Hochzeiten auf Leuchttürmen sind besonders beliebt, und mit dem Verkauf von Büchern oder anderen Artikeln können die Verantwortlichen nicht nur weitere Einnahmen tätigen, sondern auch auf das interessante Thema „Leuchttürme“ hinweisen und Aufmerksam machen.

Selbst die etwas abseits stehenden Leuchttürme in der Nordsee erfreuen sich großen Interesses. So werden zum Beispiel schon seit ein paar Jahren regelmäßige Fahrten mit Übernachtung zu dem berühmten Leuchtturm Roter Sand in der Außenweser unternommen.

Auch die Deutsche Stiftung Denkmalschutz trägt ihr übriges dazu bei, dass die Leuchttürme in Deutschland für die Zukunft erhalten bleiben.

Für den Erhalt der Leuchttürme scheint also weitgehend gesorgt zu sein, bleibt bloß zu hoffen, dass auch die Lichter der Türme nicht allzu schnell erlöschen werden.

 

 


9.1 Bilderverzeichnis

 

 

Abbildung 1: links, der Leuchtturm von Alexandria; rechts, der Koloss von Rhodos

 

  

Abbildung 2: links, das Feuerschiff „Deutsche Bucht“ von 1914 bis 1963 im Einsatz; Mitte, ein modernes unbemanntes Feuerschiff im Tonnenhof; rechts, eine Leuchttonne, die Farbe rot bedeutet Backbord (links)

 

    

Abbildung 3: links, ein rekonstruiertes Wippfeuer in Skagen, Dänemark; Mitte, eine typische Blüse; rechts, die Laterne des Leuchtturm Staberhuk auf der Ostseeinsel Fehmarn schützt die wertvolle optische Einrichtung

 

 

Abbildung 4: links, ein Verbund-Ölbrenner, deutlich zu erkennen sind die Stellschrauben für die Dochte; rechts, eine Argand-Lampe mit Glaszylinder im Querschnitt

  

Abbildung 5: links, ein Gasglühlichtbrenner; Mitte, Daléns automatischer Glühstrumpfwechsler; rechts, ein Gasglühlicht als Ersatzlichtquelle

 

  

Abbildung 6: links, eine Kohlenbogenlampe; Mitte, 2000 W Glühlampen, wie sie auf dem Leuchtturm Dornbusch auf Hiddensee zum Einsatz kommen; rechts, moderne Xenon-Hochdrucklampen im Leuchtturm Westerheversand, eine Lampe befindet sich in Betrieb, die andere dient als Reserve

 

 

Abbildung 7: links, ein früher Hohlspiegel, bestehend aus vielen einzelnen ebenen Spiegeln; Mitte, ein Hohlspiegelsystem für Blinkfeuer; rechts, Kombination von Parabolspiegel und Argand-Lampe und der Strahlenverlauf beim Parabolspiegel mit Lichtquelle im Brennpunkt

 

  

Abbildung 8: links, Fresnels Prinzip zur Verringerung der Lichtmasse bei gleicher Wirkung; Mitte, am Profil einer Gürtellinse lässt sich der  Strahlenverlauf verdeutlichen, oben und unten sichtbar, die Prismenringe; rechts, die Gürtellinse des Leuchtturmes Falshöft

  

Abbildung 9: links, ein Gewichtsantrieb für ein Drehfeuer; Mitte, das Gewicht im Leuchtturm Staberhuk wird am Tage aufgefangen um das Getriebe zu entlasten; rechts, ein Feld der Scheinwerferoptik des Leuchtturms Darßer Ort

 

Textfeld:

Abbildung 10: links, eine Gürtellinse mit mehreren Umlaufblenden, die sich um die Optik bewegen und so die Kennung erzeugen; rechts, Otterblenden im geöffneten (oben) und im geschlossenen Zustand (unten), der mittlere Bereich zeigt ein Festfeuer und besitzt deshalb keine Blenden

 

  

Abbildung 11: links, Veranschaulichung von Sicht- und Tragweite; rechts, der Gitterturm Campen im Emsland ist mit 65,3 Metern der höchste Leuchtturm Deutschlands

 

  

Abbildung 12: links, der Leuchtturm Dornbusch auf Hiddensee ist ein markantes Seefeuer; Mitte, das ehemalige Leitfeuer Borkum, gut zu erkennen, die nur teilweise verglaste Laterne aus der das Leitfeuer strahlte; rechts, der Leitstrahl des Leuchtturm Wangerooge mit den einzelnen Sektoren

  

Abbildung 13: links, Farbscheiben zur Erzeugung von verschiedenen Sektoren; Mitte, die Richtfeuerlinie Glückstadt an der Elbe, links das Unter- und rechts das Oberfeuer; rechts, die beiden baugleichen Molenfeuer von Warnemünde

 

 

9.2 Bildernachweis

 

Abbildung 1

Links: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; Ellert & Richter Verlag, Hamburg, 2001, S. 135

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 91

 

Abbildung 2

Links: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 115

Mitte: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 181

Rechts: www.ilmenau.baw.de (Stand: 04.01.05)

 

Abbildung 3

Links: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 199

Mitte: http://home.t-online.de/home/Hans-Guenter.Spitzer/spitzer_leuchtfeuer.htm

(Stand: 27.12.04)

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 97

 

Abbildung 4

Links: Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; Verlag BusseSeewald, Herford, 2001,     S. 60

Rechts: Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; Koehlers Verlagsgesellschaft, Herford, 1991, S. 35

 

Abbildung 5

Links: Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 64

Mitte: Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 62

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 103

 

Abbildung 6

Links: Scheiblich, R.; Leuchttürme an Deutschlands Küsten; Delius Klasing, Bielefeld, 1996, S. 36

Mitte: Auerbach, H. & Hardenberg, H.; Hiddensee und seine Leuchttürme; DSV Verlag, Hamburg, 1999, S. 58

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 201

Abbildung 7

Links: http://home.t-online.de/home/Hans-Guenter.Spitzer/spitzer_leuchtfeuer.htm

(Stand: 27.12.04)

Mitte: http://home.t-online.de/home/Hans-Guenter.Spitzer/spitzer_leuchtfeuer.htm

(Stand: 27.12.04)

Rechts: Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 40

 

Abbildung 8

Links: Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 43

Mitte: Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 44

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 71

 

Abbildung 9

Links: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 45

Mitte: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 203

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 41

 

Abbildung 10

Links: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 181

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S.129

 

Abbildung 11

Links: www.leuchtturmseiten.de

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 35

 

Abbildung 12

Links: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 45

Mitte: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 23

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 141

 

Abbildung 13

Links: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 163

Mitte: www.leuchttuerme.net (Stand: 05.01.05)

Rechts: Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 191

 


9.3 Thesen

 

1. Leuchtturmwärter sind mittlerweile überflüssig geworden.

2. Leuchtfeuer haben bis zur Gegenwart an Bedeutung verloren.

3. Fresnels Erfindung revolutionierte das Leuchtfeuerwesen.

4. Die Entwicklung der Lichtquellen ist ein bis heute andauernder Prozess.

5. Verschiedene Kennungen für Leuchtfeuer sind notwendig.

6. Je höher ein Leuchtturm ist, desto größer ist auch seine Sichtweite.

7. Unterschiedliche Standorte erfordern unterschiedliche Funktionen von Leuchtfeuern.

 

 

9.4 Bibliographie

 

Auerbach, Horst & Hardenberg, Harry; Hiddensee und seine Leuchttürme; DSV Verlag, Hamburg, 1999

 

Auerbach, Horst & Luttermann, Hans-Joachim; Kap Arkona und seine Leuchttürme; DSV Verlag; Hamburg, 1998

 

Kern, Klaus; Leuchtfeuer; 7. Jg. 1999; H. 24

 

Kern, Klaus; Leuchtfeuer; 10. Jg. 2002; H. 33

 

Kern, Klaus; Leuchtfeuer; 11. Jg. 2003; H. 35

 

Laurell, Seppo; Suomi Majakat; Gummerus Oy, Jyväskylä, 1999

 

Luttermann, Hans-Joachim; Blüsen Baken Feuertürme; VEB Hinstorff Verlag, Rostock, 1986

 

Luttermann, Hans-Joachim; Leuchtturm Warnemünde; DSV Verlag, Hamburg, 1996

 

Luttermann, Hans-Joachim & Reinicke, Rolf; Leuchtturm Darßer Ort; DSV Verlag, Hamburg, 1998

 

Rhein, Michael J.; Die Welt der Leuchttürme; Edition Maritim, Hamburg, 2002

 

Scheiblich, Reinhard; Leuchttürme an Deutschlands Küsten; Delius Klasing, Bielefeld, 1996

 

Scheiblich, Reinhard; Sterne unter den Wolken; Convent Verlag, Hamburg, 2003

 

Scheiblich, Reinhard & Staack, Hans Helge; Leuchttürme Lexikon; Ellert & Richter Verlag, Hamburg, 2001

 

Seedorf, Rolf & Fäthke, P.; Leuchtturm „Roter Sand“; DSV Verlag, Hamburg, 1989

 

Williams, Peter; Leuchtfeuer über der Brandung; Verlag BusseSeewald, Herford, 2001

 

Zemke, Karl Friedrich; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; Koehlers Verlagsgesellschaft, Herford, 1991

 

 

9.5 Literaturnachweis

 

  1. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; Ellert & Richter Verlag, Hamburg, 2001, S. 89
  2. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; Edition Maritim, Hamburg, 2002, S. 12
  3. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 136
  4. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 11
  5. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 18
  6. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 56
  7. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; Koehlers Verlagsgesellschaft, Herford, 1991, S. 64
  8. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 192
  9. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 147
  10. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 147
  11. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; Verlag BusseSeewald, Herford, 2001,    S. 58
  12. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 58
  13. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 35
  14. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 58
  15. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 147
  16. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 58
  17. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 36
  18. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 16
  19. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 16
  20. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 36
  21. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 63
  22. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 165
  23. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 36
  24. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 65
  25. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 65
  26. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 22
  27. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 37
  28. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 22
  29. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 163
  30. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 66
  31. Williams, P.; Leuchtfeuer über der Brandung; S. 58
  32. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 41
  33. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 41
  34. Scheiblich, R. & Staack, H. H.; Leuchttürme Lexikon; S. 130
  35. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 148
  36. Zemke, K. F.; Deutsche Leuchttürme einst und jetzt; S. 43
  37. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 158
  38. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 165
  39. Rhein, M. J.; Die Welt der Leuchttürme; S. 158
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